もとの思考実験の提案をあえて真に受けてみるとどうなるか。

つまり移動中のトロッコの中央で光が交わるという状況は作り得るのか。2つあって、1つはトロッコの移動速度がゼロであるもの、すなわち線路わきの人と並んで光線の到着を待つというもの、2つめはちょうど中点に達した時に両側の光が届くように少しずらした場所からトロッコを発車させる、というものである。

もちろん、このことをもって相対論が証明されたとすることはナンセンスだ。

これで、大元の思考実験の意味がわかるのではないだろうか。すなわち、列車の空間を無理やり静止状態にあると印象付けるための装置であるということだ。もちろんこれは誰かをだまそうとしてこうなったわけではなく、発案者が自らだまされに行っているということでしかないのだろうが。

だが実はさらに考えてみるべきことが残っている。

移動する観測者に対し、追いかける形と、向かう先からのものと、2つの光線を当てて、その速度が一致するということは実現可能なのか。可能であるならば、列車の内外での同時刻のずれについては、考案者の思い違いということにして、移動する人の目の前で光の交差は起こらない、と認めてしまってもよいということになるのかもしれない。

移動する観測者の速度をdとすると、追いかけてくる光は(c d)と見えるはずであり、前からの光は(c+d)と見えるだろう。したがって 、

(c d)=(c+d) =c

であり、明らかに矛盾なので間違っている。数式内で論じるならこれでよいと思うが、それは相対論以前の考え方に過ぎないので認めない、または移動する者と観測者の視点をごっちゃに論じているのでナンセンスである、という反論がくるものと思われる。

この奇怪極まる等式を成立させるにあたって、時間と長さを操作してつじつまを合わせるという相対論の手法はどの程度使えるのだろうか。私たちはこの点で2つの「相対論の常識」を知っている。その1つは移動する者は時間の進みが遅くなるということ、もう1つは進行方向に沿って縮む、ということだ。

 

【前回の記事を読む】思考実験に手直しを加えると2つの光はどうなるのか?