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对‘同时性的相时性’推导过程的批注
下面原文引用了爱因斯坦著《狭义与广义相对论浅说》一书中有关‘同时性的相对性 ’的推导过程，我在文中的有关部位插入批注，我的批注在方括号内。 到目前为止，我们的论述一直是参照我们称之为“铁路路基”的一个特定的参考物体来进行的，假设有一列很长的火车，以恒速v沿着图1所标明的方向在轨道上行驶。在这列火车上旅行的人们可以很方便地把火车当作刚性参考物体（坐标系）：他们参照火车来观察一切事件。因而，在铁路线上发生的每一个事件也在火车上某一特定的地点发生，而且完全和相对于路基所作的同时性定义一样，我们也能够相对于火车作出同时性的定义。但是，作为一个自然的推论，下述问题就随之产生： 对于铁路路基来说是同时的两个事件（例如A、B两处雷击），对于火车来说是否也是同时的呢，我们将直接证明，回答必然是否定的。 当我们说A、B两处雷击相对于路基而言是同时的，我们的意思是：在发生闪电的A处和B处所发出的光，在路基A→B这段距离的中点M相遇。但是事件A和B也对应于火车上的A点和B点。［［［批注：火车上的两点叫A`、B`点比较好。以下我们就按照这一约定陈述。］］］令M’为在行驶中的火车上A→B这段距离的中点。正当雷电闪光发生的时候，点M’自然与M重合，［［［批注：因为只有在我们知道两雷电同时在A与B处闪光并且闪光时A与A`重合、B与B`重合、AM=BM、A`M`=B`M`、AM=A`M`、BM=B`M`这些条件的情况下才能推断出‘正当雷电闪光发生的时候点M’自然与M重合，’这一结论，既然我们已经知道了‘正当雷电闪光发生的时候点M’自然与M重合，’这一结论，所以，我们也就已经知道了两个雷电在A和B处同时闪光并且闪光时A与A`重合、B与B`重合、AM=BM、A`M`=B`M`、 AM=A`M`、BM=B`M``这些条件。］］］但是点M’以火车的速度v向图中的右方移动。如果坐在火车上M’处的一个观察者并不具有这个速度，那么他就总是停留在M点，雷电闪光A和B所发出的光就同时到达他这里，也就是说正好在他所在的地方相遇。可是实际上（相对于铁路路基来考虑）之个观察者正在朝着来自B的光线急速行进，同时他又是在来自A的光线的前方向前行进。因此这个观察者将先看见自B发出的光线，后看见自A发出的光线。所以，把列车当作参考物体的观察者就必然得出这样的结论，即雷电闪光B先于雷电闪光A发生。这样我们就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（同时性的相对性）。［［［批注：事实上，根据我们的已知条件，用另一种推导方法还可以得出‘对于路基是同时的若干事件，对于火车也是同时的’的结论，即得出两个闪光同时到达M`的结论（推导过程见附件）。应用相同的已知条件却推出两个自相矛盾的结论，什么原因呢？推理过程显然没有问题，问题就只能出在已知条件中。在已知条件中，只有光速不变是假设，其余的都是真实的。这就可以断定，问题就出在光速不变假设上，由此可见，光速不变假设是错误的。进一步可知，同时性的相对性是不成立的。］］］ ［［［狭义相对论的要害是‘同时性的相对性 ’，若‘同时性的相对性 ’不成立，整个狭义相对论大厦就会倒塌。］］］ ［［［附件：关于‘对于路基是同时的若干事件，对于火车也是同时的’的推导 因为我们已知‘M’为在行驶中的火车上A`→B`这段距离的中点。正当雷电闪光发生的时候，点M’与M重合’。又因为只有在我们知道A与B同时闪光并且闪光时A与A`重合、B与B`重合、AM=BM、A`M`=B`M`、AM=A`M`、BM=B`M`的情况下才能推导出‘正当雷电闪光发生的时候点M’自然与M重合。’，所以，我们是已知两个雷电A、B同时闪光并且闪光时A与A`重合、B与B`重合、AM=BM、A`M`=B`M`、 AM=A`M`、BM=B`M`的。因为已知A与B同时闪光、A与A`重合即同时闪光、B与B`重合即同时闪光，所以A`与B`同时闪光。于是可得‘对于路基是同时的若干事件，对于火车也是同时的’ 。也可以再进一步，因为 A`与B`同时闪光、A`M`=B`M`、光速不变，所以两个闪光同时到达M`。］］］ |