戴榕菁

愛因斯坦的同時性的相對性和光速不變假設是相互依賴的。

通常人們以為同時性的相對性依賴光速不變。其實，在某種意義上正相反。

沒有光速不變，就沒有洛倫茲變換，這最多無法對與同時性的相對性相關的問題進行數學計算，不過仍然可以如那位Rudolf老兄所說的那樣按照愛因斯坦的邏輯來得出同時性的相對性本身。

但是，如果沒有同時性的相對性，那個光速不變馬上就會出邏輯問題。回到愛因斯坦的火車實驗，假如沒有同時性的相對性，那麼按照作為狹義相對論的前提的真空中光速不變的假設，光對於M點和M’點的速度不會因為火車的速度v而改變。而閃電發生的瞬間，AM=AM=BM=BM=L。。。按照時間=距離/速度的公式，閃電到達M點和M’點所需要的時間都應該是dt = L/c。

愛因斯坦意識到這樣做會出現邏輯問題。而他解決問題的方案不是象經典力學那樣，通過c+v和c-v來迴避邏輯矛盾，而是通過假定對於火車來說這兩件事不是同時發生的來迴避這個矛盾。

當愛因斯坦假定A和B處的閃電對於相對M運動的M’來說不是同時發生的之後，他就可以放心大膽地運用光速不變的假設了。。。雖然我們仍有AM=AM’=BM=BM’=L， 閃電到達M點和M’點所需要的時間也仍然都應該是dt = L/c， 但是因為現在對於M’來說B點的閃電先發生，A點的閃電後發生，所以，M’當然就不會同時看到兩個閃電了。

所以，是同時性的相對性假設救了光速不變假設，而不是光速不變假設救了同時性的相對性假設。

而我的那個否認光速不變的思想實驗本身不但否定了光速不變的假設，其實也曝露了愛因斯坦的火車實驗是通過同時性的相對性來救光速不變的用意。。。這是因為我的思想實驗只從飛船的一端而不是兩端發射光線，而且我的光線是當飛船兩端與A和B重合的時候發射。。。這裡的關鍵在於按照洛倫茲變換，飛船兩端與A和B的重合是完全沒問題的。其實，對我的實驗來說，不論在飛船的坐標系還是在太空坐標系裡，我都根本不需要事先知道A和B的距離，只要知道在發射光線那瞬間與船頭重合的就是B，與船尾重合的就是A就行了。。。按照洛倫茲變換，飛船自身上的所有點都不存在同時性的相對性問題（比如愛因斯坦的火車實驗中的A和B相距很遠，但是對於M來說它們之間的同時性是沒有問題的）。。。。這也完全合理，因為，同一參照系中的時鐘是可以在不涉及任何相對性原理的情況下校對（calibrate）一致。。。。。。這樣一來，就凸顯出愛因斯坦通過從兩端發光而得出的同時性的相對性是專門為了救光速不變而設置的痕跡了（因為，如果不是從兩端發光而只從一端發光就可以打破光速不變）。。。。

另外，雖然我這裡要否定愛因斯坦這麼做的合理性，但對於不了解Semiotic Scaffolding的讀者來說，愛因斯坦這裡其實提供了一個典型的Semiotic Scaffolding的例子：如他在前文的參考文獻中所給出的論述，他先用因為火車有速度v得出M’看到的來自A與B的閃電不是同時的來得出同時性的相對性，但是一旦他得出了同時性的相對性結論後，他隨手就用光速不變否定了火車速度v對於閃電到達M’所需的時間的影響------這就是Semiotic Scaffolding的意思。。。先用某個概念得出新的知識，然後用新的知識否定之前的概念或否定之前的概念所依據的基礎。。。。

我們這次要否定狹義相對論也需要用到Semiotic Scaffolding。。。這是因為當初的時空的概念是由狹義相對論建立起來的。。。現在我們否定了狹義相對論，仍然要用到廣義相對論，而廣義相對論是建立在時空彎曲的概念的基礎上的。。。因此，從歷史發展的角度來看，我們是先有了狹義相對論，並通過狹義相對論建立起時空的概念，然後有了時空的概念我們就可以有時空彎曲的概念，有了時空彎曲的概念之後，我們就可以有廣義相對論。。。而當我們有了廣義相對論之後，現在輪到我們否定狹義相對論了。。。。。這就是Semiotic Scaffolding。。。。。。