爱因斯坦创立相对论的灵感来源是什么？

相对论是现代物理学的基础之一，爱因斯坦为物理学的变革做出了巨大的贡献。那么，一百多年前是什么启发了他，让他认为以太不存在，让他想到光速对任何观测者来说都是恒定不变的？

在爱因斯坦创立相对论之前，确实已经有了一些基础。迈克尔逊-莫雷实验表明，经典物理学中所说的以太不存在。洛伦兹和斐兹杰惹两位物理学家独立提出尺缩和钟慢效应——速度越快，时间膨胀，长度缩短；当速度趋于光速时，时间和长度趋于零。在更早之前几十年，麦克斯韦已经统一了电和磁，并发现了一个只包含常数的光速公式。

不过，这些都不是爱因斯坦的灵感之源。根据爱因斯坦自己的说法，他的启发来自于1834年法拉第的一次实验——法拉第电磁感应定律。

法拉第是19世纪最伟大的物理学家之一，但他的伟大成就不是建立在发现新的方程式或提出定量的预言之上，而是建立在他那巧妙的实验设置所揭示的结果之上。

当电第一次被利用时，其应用还处于十分初级的阶段，法拉第就已经揭示了电与磁在本质上是相互联系的深刻真理。最开始，电和磁被视为完全独立的现象，它们并没有被联系在一起。电是基于带电粒子的概念，而磁被认为是一种永久性现象。直到1820年的奥斯特实验，人们才开始明白这两种现象是有联系的。

根据奥斯特实验，如果把指南针放在一根通电导线旁边，指南针总是会发生偏转，最终变得与导线垂直。这个实验结果证明了一个革命性的事实：移动的电荷或者说电流产生了一个磁场。接下来，法拉第的实验将更具革命性。

根据牛顿第三运动定律，对于每一个作用力，都有一个相等并且方向相反的反作用力。如果用力推一个物体，这个物体就会以一个相等且相反的力反作用回来。对于引力也是如此，地球把物体吸引下来，物体也不会把地球吸引上来。

如果导线内的移动电荷可以产生磁场，那么，也许会出现完全相反的情况：以一种适当方式产生磁场可以使电荷在导线内移动，从而产生电流。法拉第自己做了这个实验，并且发现，如果通过移动一个永磁体进出线圈来改变线圈内的磁场，结果线圈会产生电流。

根据法拉第的发现，当改变线圈内的磁场时，就会诱导产生一种电流，它与磁场的变化相反。如果把一个铁环套在两个线圈上，让电流通过一个线圈，就会在另一个线圈中产生电流。如果你把一个旋转的铜盘放到带有电引线的条形磁铁附近，将会产生恒定的电流，这是第一台发电机。如果把一个载流线圈移进或移出一个没有通电的线圈的内部，它会在较大的线圈中产生电流。

这就是著名的电磁感应定律，它在1834年被很好地阐述。正是通过对这一现象的思考，爱因斯坦第一次开始揭示相对论原理。考虑一下如下的两种情况：

（1）假设有一个静止的线圈，以恒定的速度把一根条形磁铁移到线圈中，观察线圈中出现的电流。

（2）假设有一根静止的条形磁铁，以恒定的速度把一个线圈套到磁铁上，观察线圈中出现的电流。

如果考虑这两种情况而没有涉及相对论，所出现的物理现象会有完全不同的含义。

对于第一种情况，当把磁铁移到静止的导电线圈中，磁铁会诱导产生一个电场，这个电场会在导体中产生电流，其电流大小取决于磁铁所产生电场的能量。

对于第二种情况，如果让磁铁保持静止并移动线圈，磁铁周围就不会产生电场，所以也就没有感应电流。相反，结果是导体中会产生电压（或电动势），它根本没有相应的固有能量。

这一原则首先承认，不存在绝对静止的状态。相对论指出，所有的观察者，不管他们的速度多快或者朝哪个方向运动，他们都会观测到同样的电和磁定律，以及同样的力学定律。

后来的迈克尔逊-莫雷实验更是表明，无论观察者以怎样的方式相对于光源运动，光速相对于他们的速度始终保持恒定，既不会增加也不会减小。但这个实验只是次要的考虑，正如爱因斯坦本人在《论动体的电动力学》那篇划时代的论文中，以及他的挚友玻恩在多年后描写爱因斯坦时所说的那样，爱因斯坦基于更早的法拉第实验就已经认识到相对论原理。

结合相对性原理和光速不变原理，爱因斯坦在1905年首次提出了狭义相对论，这永远地改变了我们对宇宙的认识。但早在1834年，相对论的种子已经萌芽。相对论不是一个横空出世的奇迹，只是相对论种子花了71年的时间才在爱因斯坦手里茁壮成长起来。