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一个可以否定“同时的相对性”的判决性思想实验 （反相系列之三）
我们知道，“同时的相对性正是爱因斯坦建立狭义相对论时空观的突破点。”爱因斯坦设计出一个绝妙的火车上的思想实验，通过推理，“得出以下的重要结果：对于路基是同时的若干事件，对于火车并不是同时的，反之亦然”。 这个思想实验之所以是错误的，病根在于它把“光速各向同性”作为大前提，而这个大前提是无法验证的，迄今为止还只能是个“约定”。 其实，我们可以明快地否定“同时的相对性”。
事先，路基上的观察者已经用爱因斯坦对钟法或其他对钟法把路基上的A、B等钟校准同步；火车上的观察者也用同样的对钟法把火车上的P、Q等钟校准同步。 注意，无论是根据牛顿力学，还是相对论，在完成了这样的对钟之后，对于路基上的观察者来说，A、B等钟将继续保持同步，而对于火车上的观察者来说，P、Q等钟也将继续保持同步。这是本思想实验的大前提。 当钟P与钟A擦肩而过时，观察者A观察到钟A比钟P快了t秒，当然，观察者P观察到的场景同观察者A观察到的是同一个场景，也观察到钟A比钟P快了t秒。于是，根据事先的约定，观察者P立即把自己身旁的钟拨快t秒，紧接着P又通知（允许采用各种方法通知）火车上的所有观察者：把自己身旁的钟都拨快t秒。如此一来，不仅路基上的A、B等钟同步，火车上的P、Q等钟同步，而且，路基和火车两个坐标系内所有的钟也全部都同步了！从此后，要比较两个异地事件（无论是否在同一坐标系）是否同时发生，只要记录下事件发生时近旁的钟的刻度，然后再进行比较是否相同就可以了，这也就意味着：同时性是绝对的！ 且慢，立即有人会指出其中的毛病：根据相对论，运动的钟是会变慢的，即使把钟P和钟A在相遇时校准到同步，那么，随着时间的流逝，两个坐标系内的钟仍然不会同步，比如，钟P和钟B相遇时，指针转过的角度就不可能相同。 其实，这种情况是决不可能发生的。请看图五b，假定钟P和钟B相遇时，观察者P已完成了对鈡动作，现在我们采用反证法： 假设运动的钟真的会变慢，那么：【情况1，如果以路基为参考系，则钟P是运动的，观察者B（和P）将会观察到：钟P的指针转过的角度一定比钟B的要小；情况2，如果以火车为参考系，则钟B是运动的，观察者P（和B）将会观察到：钟P的指针转过的角度一定比钟B的要大。】请注意，这两种情况下，观察者P和B观察到的是同一个场景，其结果不可能互相矛盾，所以“运动的钟会变慢”这一假设是不可能成立的。证毕。 这个证明方法，没有任何可能引起争议的约定，结论毋庸置疑。这个思想实验是对“同时性”的判决性实验，这列火车笔者称它为“牛顿火车”。 |
