同時性之相對性

同時性之相對性（英語：Relativity of simultaneity）是在物理學中，指超距同時性的概念並不是絕對的。換言之，在空間中不同位置所發生的事件，其同時性取決於觀測者所在的參考系。

簡述

根據愛因斯坦的狹義相對論，發生在空間中不同位置的兩個事件，它們的同時性並不具有絕對的意義，我們沒辦法肯定地說它們是否為同時發生。若在某一參考系中此兩事件是同時的，則在另一相對於原參考系等速運動的新參考系中，此兩事件將不再同時（唯一的例外為新參考系的移動方向恰好垂直於兩事件空間位置的連線方向）。

舉例而言：現在有兩件事件分別為「一場發生在倫敦的車禍」與「一場發生在紐約的車禍」。對在地表上的某個觀測者來說，這兩個事件是同時發生的；但對另一個坐在飛機上的觀測者而言，這兩個事件發生的時間點將會有些微的不同。如果這兩個事件間沒有因果聯繫，則在某些參考系中會看見倫敦的車禍先發生，在另一些參考系中會看見紐約的車禍先發生。然而，若這兩事件間有因果聯繫，事件發生的先後順序則在每個參考系中都會相同。

思想實驗

愛因斯坦的火車

在愛因斯坦的思想實驗^[1]中假設：有一位移動的觀測者坐在火車中央，有另一位靜止的觀測者站在月台上。在月台觀測者的參考系中，有三個事件同時但在不同地點發生。分別為：靜止觀測者恰好遇到移動觀測者（靜止觀測者與移動觀測者在火車移動方向上的位置座標相同時）、閃電打在火車頭上與閃電打在火車尾上。

由於這三個事件皆位於火車移動方向的軸上，因此它們的時間座標在移動參考系中將會變得不同。出現在火車前進方向上的事件將會比出現在反方向上的事件更早發生。因此在移動參考系中，閃電會先打到車頭上，之後兩個觀測者才會相遇。

火車與月台

為了了解原因，我們可以考慮另一個著名的思想實驗。它與1910年丹尼爾·佛洛斯特·科姆斯托克和1917年愛因斯坦所提出的思想實驗類似。此實驗也有一個位於火車上的移動觀測者與另一個站在月台上的靜止觀測者。

當兩名觀測者相遇時，一道閃光從火車的中央發出。對火車上的觀測者而言，火車頭尾和光源的距離是固定的^[2]，所以光線會同時抵達火車的前端與後端。

另一方面，對站在月台上的觀測者而言，火車的尾端會朝向閃光的發射點靠近；火車的前端則會遠離閃光的發射點。所以只要光速是有限值且對所有觀測者來說是各向同性的，光走到火車後端的距離將會比走到前端的距離還短。因此，閃光就會在不同的時間點抵達火車的前後端。

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