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同時刻の相対性について考えたアインシュタイン

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たとえば、同時刻というものをわれわれは何で決めているか。アインシュタインは一九〇五年の論文に次のようなことを書いています。「あるところに汽車が着いたとする。ということは、その汽車の着いた場所に時計を持っていき、その時計の針が七時を指したのと汽車がそこに着いたのと同時であることから、何時にその汽車が着いたかを言うことができる」と。

アインシュタインの相対論は一九〇五年の特殊相対論、それをさらに拡張した一九一五年の一般相対論があります。一九〇〇年代初めに物理学が迷い込んだ迷路をアインシュタインが突破したのですが、どのようにして突破したかということです。それが同時刻の相対性ということなんです。

アインシュタインに言わせれば、同じ場所でしか同時ということが分からないのです。離れてしまったら同時か同時でないか分からない。どういうことかと言いますと、離れたら、光がやってくるまでに時間がかかる。わずかでも時間がかかる。

時間の遅れを補正しようと思ったら

その時間の遅れを補正しようと思ったら、どれくらいの速さで光がやってきたかを決めなくてはならない。そこで光がどのような速さでやってくるかを知らねばならないが、それを測るためには、こんどは逆に同時ということを決めなくてはならない。そうなりますね。これでは堂々めぐりです。

上記の文章の意味するところは、当然すぎてかえって分かりにくいかもしれません。しかし、アインシュタインの意図するところに従って詳しく言うと、必ずしも当然で当たりまえとは言えない側面があるのです。

時計の針が七を指す出来事と汽車が着くという出来事が同じ場所で起これば、初めて汽車は七時に着いたといえる。汽車から離れたところにある時計から見て七時だったら汽車は七時より前についていることでしょう?だから同時が自明なのは同じ場所のときだけです。誰にも文句なく同時という概念が明確なのは、同じ場所で、ある出来事とある出来事がいっしょに起こったときだけだと確認するわけです。

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