爱因斯坦曾经有过一个火车思想实验：
（1）让在铁路两端的A、B两点同时向对方发射一束光。在A、B的中点有观测者，他会观测到A、B两束光是同时到达中点的。于是他判断A、B发光是同时事件。
（2）和（1）的情况一样让A、B发射光，观测者在火车上由B向A沿铁路运动。爱因斯坦说：因为这个运动观测者和A束光的相对速度大（U+C)，和B束光的相对速度小（C-U)，所以他应该先看到A束光，后看到B束光。当他到达A、B中点时，观测者会得出“A端先于B端发的光，A、B发光不是同时事件”的结论。

相对论“时间同时是相对的”这一说法就是从这里开始的。可这里面隐藏着一个逻辑论述错误。
实际情况是：不管运动观测者运动速度是多大，都不会影响A、B两束光的传输，它们都是同时到达中点的。这和（1）的情况完全一样。这时候，如果运动观测者也运动到中点，他就能看到A、B光束同时到达的事实，自然得到A、B发光是同时的事件，和观测者本身的运动速度并无关系。

这个火车思想实验的结论是完全错误的。实质上，“时间同时是相对的”是错误的。

时间、质量、长度、电荷量等基本概念和相对性原理无关，或者说都不符合“相对性原理”。这些量都是相对概念，都是相对基准得到的。这种相对基准得到和“相对性原理”是两种概念。而且相对性原理也不是真正的运动规律，它是人们对运动进行观测得到的一种片面结论。