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在狭义相对论的框架内，引出“不同地点事件的同时性具有相对性”的结论，利用洛伦兹变换的解析式本可以轻松完成，不必非借助于一个直观的假想实验不可。但是，为什么在教科书中还总是看到对它不厌其烦的渲染呢？这除了让论述更生动形象之外，主要原因其实是对洛伦兹变换的“不托底”。
那么洛伦兹变换尤其是它的基础——狭义相对论的两条先验的基本假设——到底是不是完备的和不容置疑的呢？对于这个问题，自爱因斯坦以降，没有任何一个理智的物理学家敢拍板认定。所以为了更直接的“论证”同时性的相对性，便提出了这么一个列车雷击“实验”，试图绕开洛伦兹变换，劝说自己和他人接受那个既超越常识又不失合理性的概念。 对列车雷击假想实验的权威表述来自Bergmann的《相对论引论》，因为爱因斯坦亲自为该书作序，所以这种表述可以看作是爱因斯坦的“钦定”版本。后来人们对这个假想实验的表述也有某些改动，但基本意思都一样。现在，我之所以用了个“密闭的闷罐车”,目的是为了规避通常那种“让甲、乙二人盯着同一对闪光看”的表述，提醒人们不必画蛇添足，应该直接回到洛伦兹变换上去说事。至于洛伦兹变换正确与否，特别是两条基本假设能不能站住脚，则另当别论。 实际上，通常那种“透明的火车”表述不仅容易引起争议（例如火车上的观察者可以把接收到A、B两闪光的时差与二者光谱的红移和紫移结合起来判断雷击事件的发生是同时的等等），而且也降低了“同时性的相对性”这个最具“革命性”的概念的地位——这无非就是一个信号传播速度有限性的问题嘛，如果把信号由闪电换成雷声也是一样的，何必大惊小怪!如此说来，岂不是“庸俗化”了相对论？ 如果与质量-速度关系式那种以相当高的精度持续经受实验检验的结论（当然这并非相对论的专利）相比，“同时性的相对性”问题不仅没有得到实验验证，而且也没有给物理学的发展带来任何实际影响。然而，这是这么一个话题，却以它独有的“艺术魅力”强烈的刺激着一代又一代的好事者，在经历了一个世纪的漫长岁月之后，至今还在聚讼纷纭。人们不禁要问，这种“科学研究”的意义和出路究竟何在？ 依我看，任何得不到实验监控的纯思辨性的争论,无论花多少时间,其结果只能是“双输”——尽管争辩各方都会宣称自己是赢家。物理理论必须与实验观测结伴同行，物理学之所以成其为科学,最重要的特征就是:任凭理论家怎样浮想联翩、夸夸其谈，也不管你的理论如何严谨精密、美伦美焕，最后一切只能由实验做判断。费曼说“实验是终审大法官”，在这个“大法官”的面前，理论总是疲软的。但严重的问题是，在“不同地点事件的同时性是否具有相对性”这场诉讼中，我们什么时候才能见到一位“终审大法官”呢？ |