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Volume 36: Pages 173-189, 2023
Simultaneity, language, and experience
Randolph Lundberga)
102 Kilbreck Drive, Cary, North Carolina 27511, USA
As part of his special theory of relativity, Einstein introduced two definitions of the word “simultaneity”—the coordinated-clocks definition in his famous 1905 paper and the midpoint definition in his 1916 book. Einstein never discussed the relation between these two definitions. Neither has anyone else, to my knowledge. I show that these definitions are not equivalent because they have different scopes of applicability, but that they are equivalent wherever both apply. My proof of this partial equivalence is a corollary of my proof that both of Einstein’s definitions clash with the natural ticking of monochromatic light, which I call an electromagnetic wave clock. Einstein disparaged the idea of absolute simultaneity, but the reasons he gave were not good ones. He suggested that the idea originated in a confusion between happening simultaneously and being seen simultaneously. This thesis is dubious. It is also irrelevant, because an idea that originates in a confusion need not be a confused idea. He suggested that there could be no experimental test for absolute simultaneity. I refute this suggestion by describing an experimental test for absolute simultaneity, which I call the melt-mark test. The empirical credentials of Einstein’s definitions are not superior to those of absolute simultaneity. Einstein writes as if he can banish the idea of absolute “simultaneity” by merely giving the word “simultaneity” a new meaning. But many words have multiple meanings; Einstein merely made simultaneity such a word. The meanings of “simultaneity” that there is reason to disparage are Einstein’s definitions, because they clash with the electromagnetic wave clock. None of these points is properly appreciated by today’s physics community, where Einstein’s assertions about simultaneity continue to enjoy broad acclaim. Physical theories that employ the idea of absolute simultaneity are often wrongly rejected because they do.
Dans le cadre de sa théorie restreinte de la relativité, Einstein a introduit deux définitions du mot “simultanéité“: la définition des horloges coordonnées dans son célèbre article de 1905 et la définition du point médian dans son livre de 1916. Einstein n'a jamais discuté de la relation entre ces deux définitions. Personne d'autre ne l'a fait, à ma connaissance. Je montre que ces définitions ne sont pas équivalentes parce qu'elles ont des champs d'application différents, mais qu'elles sont équivalentes partout où les deux s'appliquent. Ma preuve de cette équivalence partielle est un corollaire de ma preuve que les deux définitions d'Einstein entrent en conflit avec le tic-tac naturel de la lumière monochromatique, que j'appelle une horloge à ondes électromagnétiques. Einstein a dénigré l'idée de simultanéité absolue, mais les raisons qu'il a données n'étaient pas bonnes. Il a suggéré que l'idée provenait d'une confusion entre se produire simultanément et être vu simultanément. Cette thèse est douteuse. Elle n'est pas non plus pertinente, car une idée issue d'une confusion n'a pas besoin d'être une idée confuse. Il a suggéré qu'il ne pouvait y avoir aucun test expérimental de simultanéité absolue. Je réfute cette suggestion en décrivant un test expérimental de simultanéité absolue, que j'appelle le test de la marque de fusion. Les créances empiriques des définitions d'Einstein ne sont pas supérieures à celles de la simultanéité absolue. Einstein écrit comme s'il pouvait bannir l'idée de simultanéité absolue en donnant simplement au mot “simultanéité “ un nouveau sens. Mais de nombreux mots ont plusieurs sens; Einstein a simplement fait de “simultanéité“ un tel mot. Les significations de la “simultanéité“ qu'il y a lieu de dénigrer sont les définitions d'Einstein, car elles se heurtent à l'horloge à ondes électromagnétiques. Aucun de ces points n'est correctement apprécié par la communauté des physiciens d'aujourd'hui, où les affirmations d'Einstein sur la simultanéité continuent de bénéficier d'un large succès. Les théories physiques qui emploient l'idée de simultanéité absolue sont souvent rejetées à tort parce qu'elles le font.
Key words: Simultaneity; Observation; Empirical Tests; Definitions; Light; Special Theory of Relativity; Einstein.
Received: February 1, 2023; Accepted: March 23, 2023; Published Online: April 20, 2023
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