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移動中的磁鐵與導體問題
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移动中的磁铁跟导体问题（moving magnet and conductor problem）是一个源自于19世纪的著名思想实验，涉及到经典电磁学与狭义相对论（classical electromagnetism and special relativity）的交叉领域。在这问题里，相对于磁铁的参考系，导体以均匀速度 移动。从磁铁的参考系与导体的参考系分别观测，流动于导体的电流相同。这事实遵守基本“相对性原理”：没有绝对静止标准，只可以观测到相对运动。但是，根据麦克斯韦方程组和洛伦兹力定律，导体的电荷，在磁铁参考系会感受到磁场力，而在导体参考系会感受到电场力。从不同的参考系观测，同样的物理现象竟会出现大相径庭的描述。这问题与迈克耳孙-莫雷实验启发了阿尔伯特·爱因斯坦的相对论。
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简介
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在爱因斯坦发表的1905 年论文里，首段描述的就是移动中的磁铁与导体问题：_NEWLINE_如大众所知，麦克斯韦的电动力学——若按当前的普通看法——当应用于移动物体，会导致不对称性，而这不对称性并非可见现象的内在属性。举例而言，磁铁与导体两者间相互的电动力学作用，其可观测到的现象只和导体与磁铁的相对运动有关，然而，惯常的观点却将这两种状况划下鲜明的界线，这些物体中不是一个在移动就是另一个在移动。若是磁铁在移动而导体呈静止状态，则磁铁周遭会生成带有特定能量的电场，在导体所坐落的位置造成电流。但若是磁铁呈静止状态而导体在移动，则磁铁周遭不会有电场生成，然而在导体中，会发现电动势，它并不带有对应的能量，但却可给出——假设在所讨论的这两种情况中，相对运动是一样的——前例中电场力所造成的一模一样的电流。_NEWLINE_ — 论动体的电动力学, 爱因斯坦, 1905年_NEWLINE_关于不同参考系所观测到的现象，有一个绝对不可妥协的要求，那就是一致性。这是很重要的论点，因为关于趋动电荷、造成电流的作用力，牛顿力学预测一种变换（伽利略变换），而电动力学预测另外一种不同的变换（洛伦兹变换）。从许多实验的结果，像光行差、迈克耳孙-莫雷实验等等，建立了洛伦兹变换为正确无误。狭义相对论的成功发展将这与牛顿力学的不符之处彻底解决。关于作用力的变换，从一个参考系到另一个参考系，狭义相对论将这变换加以修改，促使与洛伦兹不变性一致化。稍后，会详细解释这些变换。_NEWLINE_再进一步，假若能够将这些描述合并在一起，独立于参考系的考量之外，不必被各种各样的参考系牵扯，那会是多么美好之举。达到这目标的细微线索是，在一个参考系的磁场，在另一个参考系会变成电场。类似地，在一个参考系的电场的螺线部分（不是由电荷产生的部分），在另一个参考系会变成磁场；也就是说，螺线电场与磁场是一块铜币的两面。这意味着不同描述的吊诡可能只是语意方面的问题。_NEWLINE_为了避免这语意陷阱，可以合并描述为电磁张量。电场与磁场变成电磁张量的分量，在所有参考系里，形式相同。
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前论
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从做实验可以观测到带电粒子的运动轨道，从而推断出经典电磁场的存在，经典电磁场理论能够解释带电粒子的运动行为。_NEWLINE_物理学强烈地要求，所有观测必需对于粒子的运动轨道达成共论。例如，假若某观测发现一个粒子碰撞到标靶靶心，则所有观测必需达到同样的结论。这要求对于电磁场的属性与从一个参考系变换到另一个参考系的物理行为给予约束。这要求也对于电磁场怎样影响加速度给予约束，从而影响带电粒子的运动轨道。_NEWLINE_爱因斯坦在他的1905年阐述狭义相对论的论文里提到的例子，即关于导体移动于磁铁产生的磁场的问题。在磁铁的参考系，导体会感受到磁场力。在导体的参考系，移动相对于磁铁，导体会感受到电场力。这磁铁参考系的磁场与导体参考系的电场，必需对于导体的运动造成一致性的结果。在1905年，爱因斯坦表明，麦克斯韦方程组所代表的场方程组正确无误，牛顿运动定律需要修改才能给出一致性的粒子轨道