Когда речь идет о том, что оба луча достигли семафора одновременно, имеется в виду, что их прибытие зафиксировано в один и тот же момент на часах внешнего наблюдателя. Условно говоря, касание стрелки отметки «12» совпало с финишем первого и второго лучей. Здесь даже можно и без часов обойтись, ограничившись датчиком, фиксирующим приход кванта света звуковым сигналом, – совпадение звуковых сигналов и будет наглядным проявлением одновременности. Сложнее дело обстоит, когда используются часы не одного наблюдателя, а двух и более, или большое количество часов. Здесь возникает проблема синхронизации.
Вновь вернемся к примеру (1). Предположим, что в центре вагона расположен источник светового сигнала, дающего команду к открытию дверей. Как только сигнал будет дан, двери откроются одновременно и для наблюдателя в голове, и для наблюдателя в хвосте вагона (сигнал будет идти до дверей одинаковое расстояние с одинаковой скоростью). Теперь предположим, что за процессом открытия дверей наблюдает внешний наблюдатель на перроне. Для него задняя дверь откроется раньше, чем передняя, так как движущийся вагон, внутри которого распространяется сигнал, своим движением будет сокращать путь, который сигналу необходимо пройти: t1 = S1/(с + V). Сигналу, направленному к передней двери, придется пройти большее расстояние, нагоняя дверь уходящую: t2 = S2/(с – V). Таким образом, одно и то же событие представится как одновременное и неодновременное для разных наблюдателей. Где-то допущена ошибка. Но где?
Таким образом, каждое событие фиксируется тем или иным наблюдателем в той или иной системе отчета. Если наблюдатели неподвижны, а их часы тем или иным образом синхронизированы, то наблюдатели смогут фиксировать события как одновременные. Все меняется, если наблюдатели движутся относительно друг друга (как в приведенном выше примере). В этом случае никакие события для разных систем разных наблюдателей нельзя считать одновременными, поскольку время прохождения сигналов до разных наблюдателей в разных движущихся относительно друг друга системах становится частью структуры события и его непременным атрибутом.