Le maree sono un fenomeno, in alcuni mari anche imponente, che ha da sempre interessato gli scienziati. Non meraviglia quindi che tra i proponenti una qualche spiegazione del ‘flusso e riflusso' delle acque troviamo tra gli antichi Ipparco e Tolomeo, tra i moderni Galileo, Keplero, Cartesio, Hooke, Newton e più avanti Laplace e Kelvin, per citarne solo pochissimi.

Il fenomeno, che si verifica sulla Terra, è però evidentemente collegato con le posizioni della Luna e del Sole per cui appariva all'epoca della rivoluzione scientifica come un esempio dell'influsso dei corpi celesti sulla Terra e della validità delle stesse leggi sulla Terra e nei cieli, negato dalla tradizione aristotelica fino ad allora dominante. Inoltre, da molti è stato messo in relazione e usato come prova del moto della Terra contro le teorie geocentriche, anche in modo scorretto come in Galileo. Altri, come Keplero, seguendo antiche tradizioni astrologiche lo mettevano in relazione, con la "simpatia" della Luna verso l'acqua e i corpi contenenti acqua, idea che permane in alcune credenze pseudoscientifiche legate alle fasi lunari. Inoltre, costituisce un buon esempio di modellizzazione, di come cioè si possa, con un modello semplificato (per esempio con una Terra sferica, rigida, ricoperta uniformemente di acqua) che obbedisca a ipotesi e principi generali, interpretare dati osservativi abbastanza complessi, cioè “salvare i fenomeni”.

Più vicino a noi quando si vogliono introdurre variabili più complicate da controllare, come la temperatura, la pressione, i venti, la conformazione dei fondali e delle coste, i modelli matematici si fanno sempre più complessi e richiedono la potenza di calcolo degli elaboratori.

Tornando alla teoria di Newton, esposta nei Philosophiae naturalis principia matematica, che costituisce una applicazione dei suoi principi e della legge di gravitazione, essa è stata accettata, pur con le sue semplificazioni e i suoi limiti, come corretta e base per gli sviluppi successivi. In essa le maree sono dovute all'attrazione gravitazionale combinata di Luna (più importante perché più vicina) e Sole e le cicliche variazioni del fenomeno sono tutte spiegate tenendo conto dei moti della Terra, di rotazione, rivoluzione attorno al Sole e attorno al baricentro Terra-Luna e della inclinazione dell'asse terrestre. La fenomenologia delle maree presenta infatti un andamento dei flussi e riflussi periodico con una ciclicità semidiurna (due cicli completi al giorno), mentre l'ampiezza massima di marea presenta una variazione ciclica con un periodo di circa due settimane, maggiore ai pleniluni e noviluni, minima quando la Luna è in quadratura, inoltre i massimi mensili variano durante l'anno con un ciclo semiannuale (maggiori in coincidenza con gli equinozi). A complicare le cose le due maree diurne in alcune zone, non hanno la stessa ampiezza (disuguaglianza diurna), la marea si ha poi contemporaneamente in punti antipodali della Terra, si osserva in misura molto ridotta nei mari chiusi come il Mediterraneo e per nulla nei laghi.

Si capisce come i problemi da spiegare siano tanti e le spiegazioni fornite sin dall'antichità si sono succedute prendendo in considerazione solo alcune di queste caratteristiche, mentre la teoria di Newton, riesce con pochi principi generali a descriverle approssimativamente tutte (a parte le cosiddette correnti di marea che peraltro Newton affrontò, con un modello semplificato, rendendosi conto che la sua era una spiegazione "statica" di una situazione all'equilibrio, che praticamente non si verifica mai essendo il fenomeno per sua natura variabile legato ai moti terrestri).

Non è qui certo possibile esporre in dettaglio, in poche righe e in modo comprensibile, come funziona la spiegazione di Newton (contenuta nei Principia, libro I, corollari 19, 20 alla proposizione LXVI e libro III, proposizioni XXIV, XXXVI, XXXVII e nell'appendice Il sistema del mondo). Per un trattato più completo sulle maree si può vedere D.E.Cartwright, Tides. A Scientific History, Cambridge U.P (1999). Si può trovare una spiegazione divulgativa ancora interessante in una conferenza di Lord Kelvin del 1882 (disponibile in rete http://www.bartleby.com/30/16.html#txt1). Una dettagliata trattazione della storia delle teorie sulle maree, che vuole dimostrare come la teoria di Newton abbia in realtà radici antichissime e un percorso tormentato attraverso numerose spiegazioni, anche clamorosamente errate come quella di Galileo del Dialogo sopra i due massimi sistemi, si trova nel libro di Lucio Russo, Flussi e Riflussi, Indagine sull'origine di una teoria scientifica, Feltrinelli, 2003; che si consiglia vivamente.