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建其，为了更好地讨论同时性的相对性这一主题问题，先谈点预备知识，你看有没有问题。若有，请提出，免得后面再争；若没有，再看主题内容，进入实质讨论。 （以下内容均摘自«论物理现象的本质----物质作用论挑战相对论»一书） 一、预备知识 １、相对论关于同时性的定义：如果由两个事件发出的光讯号在同一时刻到达其连线中点处的观察者，就定义这两个事件在此参考系中是同时（发生）的。 ２、爱因斯坦关于同时性的相对性的论证：一列列车以一定速度通过站台，在列车的首、尾及中点处各有一个观察者。现在假定，列车和站台为雷电所击，雷电击中列车的首尾，而且在站台所在的参考系看，A、B两处的雷击闪光是同时发生的。也就是说，站台上A、B连线中点处的观察者C可以同时观察到A、B两处的闪光。但列车上中点处的观察者C/是否在同一时刻看到首尾两处的闪光呢？只有当他在同一时刻看到两处的闪光，他才确认这两处雷击是同时发生的。在站台参考系上的观察者看来，当来自前端的闪光到达中点处的观察者C/，他已朝着闪光方向运动了一段距离，以至于后端的闪光此刻还未到达C/。因此，列车中点处的观察者C/必然得出结论：两个事件不是同时发生的，列车的前端比后端先遭雷击。 ３、相对时空观：相对论认为，各个参考系都有各自不同的时间和空间，空间具有传播光的属性。各个参考系里的光，都是由参考系自己所在的空间传播过来的，并不存在一种绝对的空间，在其中传播的光，既可以让甲参考系里的观察者看到，也可以让乙参考系里的观察者看到。每个观察者都会认为光是从自己所在参考系内的空间传播过来的，而不是从其它参考系的空间传播过来的。 二、主题内容 再看看用“光讯号中点法”定义同时性还有哪些地方值得推敲。 设有两闪光点A（左边）、B（右边）同时发光，观察者C位于AB连线的中点上。 下面我们来讨论一下，中点处的观察者是否能对同时性做出正确判断。 首先，假设观察者C始终静止在中点处。这样，当光线到达中点时，C将同时看到来自两边的闪光，因此，他有权得结论说，两闪光是同时发生的。 如果观察者C不是静止在中点处，情况就不同了。设想在闪光发出的瞬间，观察者C还位于AB连线的中点处，但是等闪光发出后，C却往旁挪了一步，等闪光到达中点处时，他已不在原来的中点位置。因此，观察者已不能同时看到来自两边的闪光，也无权按相对论的定义得结论说，两闪光不是同时发生的。 如果继续往下设想，观察者C在闪光发出后，不只是往旁挪了一步，而是一直不停地往旁边挪，这样，等到光线到达中点处时，他已离开原来的中点位置。因此，他不能同时看到来自两边的闪光，也无权按相对论的定义得结论说，两闪光不是同时发生的。 如果进一步往下设想，观察者C原本就是运动的，只是在A、B两点同时发光的时刻，他刚好到达AB连线的中点处，在闪光发出后，他仍按原来的速度运动。这样，等闪光真正到达AB连线的中点处时，观察者C已离开原来的中点位置。因此，他不可能同时看到来自两边的闪光，也无权按相对论的定义得结论说，两闪光不是同时发生的。但是如果观察者C在两闪光到达中点位置时却正好到达该点，则他能同时看到来自两边的光线，也有权得结论说，两闪光是同时发生的。 从上面的分析可以看出，我们不能不能笼统地说，只要是中点处的观察者，就有权依据同时性的定义对同时性作出判断。只有当两闪光“到达”其连线的中点时，观察者正好位于中点位置，他才可以根据是否同时看到来自两边的闪光，判断这两处闪光是否同时发生的。相反，即便在闪光发出的瞬间，观察者处于中点位置，只要在闪光到达中点时，观察者已离开了中点，他就不能以没有同时看到来自两边的闪光为由断定这两处闪光不是同时发生的。 上面的讨论，还没有考虑到光源的运动。若考虑到光源的运动，情况还要复杂些（因为此时两光源连线的中点是变化的）。但无论怎么复杂，结论还是一样的。只有当两闪光“到达”其连线的中点时，观察者也在该位置，他才有权对同时性作出判断。 可是，相对论在用光讯号中点法为同时性下定义时，并没有意识到这一点。严格说来，相对论给出的同时性的定义本身就是不严谨的。也正是由于这种不严谨，才使相对论得出了许多错误结论，这其中包括同时性的相对性。 相对论认为同时性具有相对性，是以雷电击中运动的列车为例加以说明的（具体可参见第一章关于同时性的相对性的论证）。相对论论证道：在站台上的观察者看来，当闪光到达站台中点位置时，列车上的观察者已朝前端移动了一段距离，以致于他会先看到来自前端的闪光而后看到来自后端的闪光。相对论认为，列车上的观察者必然会得出结论：两个事件不是同时发生的，列车的前端比后端先遭到雷击。很明显，在这一推理过程中，相对论犯了一个错误，把无权作结论的人的意见当作真理接受下来了。事实上，列车上的观察者根本无权得结论说两事件不是同时发生的。因为在两闪光到达其连线的中点位置时，列车上的观察者已离开了该位置。由此可以看出，相对论的推理是不成立的，不会出现在甲看来同时，在乙看来却不同时这种现象。 但也许会有人辩解：“列车上的观察者只是离开了站台的中点位置，并没有离开列车的中点位置，他有权对同时性作结论”。不错，列车上的观察者是没有离开列车的中点位置。但列车上的中点就等同于两闪光连线的中点吗？只有在两闪光连线中点位置的观察者才有权对同时性作结论。在此问题中，当站台中点和列车中点不再重合时，其中必有一点已不是两闪光连线中点，这两处的观察者不可能都有权以中点观察者的身份对同时性作出结论。如果认为站台中点位置的观察者有权作结论，则列车中点位置的观察者就无权作结论。相反，如果认为列车中点位置的观察者有权作结论，则站台中点位置的观察者就无权作结论。这样，决不会出现相对论所说的一个观察者认为两闪光同时，而另一个观察者却认为两闪光不同时的现象。 |