当然 ， 如果只是从哲学上的思辨 ， 就认为电磁理论也应该满足相对性原理 ， 似乎显得说服力不够 。 在这种环境下 ， 爱因斯坦深入思考了一个非常有名的实验 ， 这个思考让他彻底坚信 电磁理论必须满足相对性原理 ， 也让他发现了电和磁在新理论里应该具有的地位 。
这应该也是爱因斯坦创立 狭义相对论过程中 最重要的一个实验 ， 其地位远远超过 光行差、斐索流水、 迈克尔逊-莫雷之类的实验 。
爱因斯坦在《 论动体的电动力学》的开篇就用了整整一段话来描述这个实验 ， 而对其他人都很重视的 以太漂移实验一笔带过 。 这就是大家都非常熟悉的 法拉第电磁感应实验 。
17-电磁感应之思
为了让大家对此有更加细致的了解 ， 我把 狭义相对论论文的开头部分直接摘抄过来： 大家知道 ， 麦克斯韦电动力学——像现在通常为人们所理解的那样——应用到运动的物体上时 ， 就要引起一些不对称 ， 而这种不对称似乎不是现象所固有的 。
比如设想一个磁体同一个导体之间的电动力的相互作用 。 在这里 ， 可观察到的现象只同导体和磁体的相对运动有关 ， 可是按照通常的看法 ， 这两个物体之中 ， 究竟是这个在运动 ， 还是那个在运动 ， 却是截然不同的两回事（摘自《论动体的电动力学》第一段） 。
1831年 ，法拉第报告了 电磁感应现象 ， 他发现一根 导体在磁铁周围做 切割磁感线运动时 ， 回路里会产生 电流 ， 也就是磁能够生电 。
当然 ， 法拉第还做了各种实验 ， 总结了磁能生电的各种情况 ， 这里我就不细说了 。

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爱因斯坦关注的 重点是： 法拉第发现只要导体跟磁铁之间有相对运动就能产生电流 ， 而不管你是导体不动磁铁动 ， 还是磁铁不动导体动 。
但是 ， 当时的理论对这两种情况的解释却是截然不同的 。
为了让大家更直观地了解这个实验 ， 也为了让它更加符合 相对论实验的一贯风格 ， 我把它 等价地搬到火车上来 。
实验很简单：在 火车上放一个导体和导线组成的 回路 ，地面上放一块磁铁 。 火车开动后 ， 火车上的导体就会切割地面磁铁产生的 磁感线 ， 从而在回路里产生 电流 。

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这是一个非常简单的 电磁感应实验 ， 类似的实验 法拉第做了一大把 ， 我这里只不过把导体回路放在了火车上而已 。
实验结果也毋庸置疑：运动导体切割磁感线 ， 回路里一定会产生电流 。 但是 ， 当我们分别站在 地面（ 磁体不动导体动）和 火车上（ 导体不动磁体动）看问题时 ，爱因斯坦在论文里说的问题就出现了 ， 有意思的事情也随之而来 。
在 火车上 ， 我们看到的是： 眼前的导体和回路都没动 ， 当火车经过磁铁那里时 ， 回路里的磁感线突然增加了 ， 也就是出现了变化的磁场 。
那么 ， 我们要如何解释这个现象呢？
很简单 ， 根据 法拉第定律 ， 变化的磁场会产生 电场 。 所以 ， 回路里会出现 电场 ， 导体中的自由电子就在 电场的作用下 定向移动 ， 于是回路里就产生了 电流 。
在 地面上 ， 我们看到的是： 磁铁在地面静止不动 ， 磁感应强度没有变化 。 火车经过这里时 ， 火车上运动的导体会切割磁铁产生的磁感线 。
这时候我们是如何解释的呢？
我们会说 ， 导体里有很多 自由电子 ， 火车运动时 ， 这些自由电子也会跟着一起运动 ， 而 运动电子在 磁场中会受到 洛伦兹力 。 所以 ， 当火车经过磁铁上方时 ， 电子就会在 洛伦兹力的作用下 定向移动 ， 于是在回路中形成 电流 。