기적의 해 논문
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아인슈타인의 기적의 해 3번째 논문인 "Zur Elektrodynamik bewegter Körper"(움직이는 물체의 전기 역학),은 6월 30일에 접수되어 9월 26일에 출판되었다. 그것은 빛의 속력에 가까운 역학에 주요 변화를 도입함으로써 전기 및 자기에 대한 맥스웰 방정식을 역학 법칙과 서로 조화롭게 하였다. 이것은 나중에 아인슈타인의 특수 상대성이론으로 알려지게 되었다.
이 논문에서는 다른 다섯 명의 과학자인 아이작 뉴턴, 제임스 클러크 맥스웰, 하인리히 루돌프 헤르츠, 크리스티안 도플러 및 헨드릭 로런츠의 이름만을 언급하고 그외의 출판물에 대한 언급은 없다. 특수 상대성 이론과 상대성 이론에 관한 우선권 분쟁의 역사에서 자세히 설명 된 것처럼 많은 아이디어가 이미 다른 사람들에 의해 발표되었다. 그러나 아인슈타인의 논문은 중력을 제외한 시간, 거리, 질량 및 에너지에 관한 이론으로서 전자기학과 일관성이 있는 이론을 제안하였다.
당시 맥스웰의 방정식을 움직이는 물체에 적용하면 비대칭 ( 움직이는 자석 및 도체 문제)이 발생한다는 점과, 광 매체(즉, 에테르)에 상대적인 지구의 움직임을 관측할 수 없다는 점이 알려져 있었다. 아인슈타인은 이러한 관찰을 설명하기 위해 두 가지 가정을 제시하였다. 첫째, 그는 물리학의 법칙은 모든 비가속 기준 좌표계(관성 기준 좌표계으로 불림)에 대하여 동일하게 유지된다는 상대성의 원리를 역학뿐만 아니라 전자기학 및 광학에서도 적용된다고 가정한다. 두 번째 가정에서 아인슈타인은 빛의 속도가 발광체의 운동 상태에 관계없이 모든 기준 좌표계에서 동일한 값을 갖는다고 제안한다.
따라서 특수 상대성 이론은 매질 (예 : 물 또는 공기)을 필요로 하는 다른 알려진 파동과는 달리 광파에 대한 매질 (즉 에테르)를 감지하지 못한 마이켈슨-몰리 실험의 결과와 일치하는 이론이다. 아인슈타인은 그 실험에 대해 알지 못하였을 수 있지만, 다음과 같이 말하였다.
이런 종류의 사례(움직이는 자석과 전도체 문제)는 "광 매체"에 대한 지구의 상대적인 운동을 발견하려는 시도가 실패한 것과 함께, 전기 역학의 현상은 역학의 현상과 함께 절대적 정지의 개념에 해당하는 속성을 가지고 있지 않다는 점을 시시한다.(Examples of this sort, together with the unsuccessful attempts to discover any motion of the earth relatively to the "light medium", suggest that the phenomena of electrodynamics as well as of mechanics possess no properties corresponding to the idea of absolute rest.)
빛의 속도는 고정되어 있으므로 관찰자의 움직임과 관련이 없다. 아이작 뉴턴의 고전역학에서는 불가능하다. 아인슈타인은 다음과 같이 주장한다.
역학의 방정식이 유효한 모든 기준 프레임에서 동일한 전기 역학과 광학 법칙이  유효하다. 우리는 이 추측 (이하 "상대성 원리"라고 부름)을 가설의 지위로 끌어 올릴 것이고, 또 다른 가설,  즉 그 빛은 발광체의 운동 상태의 독립적 변수인 명확한 속도  'c' 로 항상 빈 공간에서 전파된다는 가설을 도입할 것이다. 이 두 가지 가설은 고정체에 대한 맥스웰의 이론을 기반으로, 움직이는 물체의 전기 역학에 대한 간단하고 일관된 이론을 달성하기에 충분하다. "광 에테르"의 도입은, 여기에서 개발되는 관점이 특별한 특성을 제공하는 "절대적으로 고정 된 공간"을 필요로 하지 않고, 전자기 과정이 일어나는 빈 공간의 지점에 속도 벡터를 할당하지도 않는다는 점에서 불필요하다는 것이 증명될 것이다.(the same laws of electrodynamics and optics will be valid for all frames of reference for which the equations of mechanics hold good. We will raise this conjecture (the purport of which will hereafter be called the "Principle of Relativity") to the status of a postulate, and also introduce another postulate, which is only apparently irreconcilable with the former, namely, that light is always propagated in empty space with a definite velocity c which is independent of the state of motion of the emitting body. These two postulates suffice for the attainment of a simple and consistent theory of the electrodynamics of moving bodies based on Maxwell's theory for stationary bodies. The introduction of a "luminiferous ether" will prove to be superfluous in as much as the view here to be developed will not require an "absolutely stationary space" provided with special properties, nor assign a velocity-vector to a point of the empty space in which electromagnetic processes take place.)
이 이론[…]은 모든 전기 역학과 마찬가지로 강체의 운동학에 기반을두고 있는데 이는 그러한 이론의 주장은 강체 사이의 관계( 좌표계 ), 시계, 및   전자기 과정과 관련이 있기 때문이다. 움직이는 물체의 전기 역학이 현재 직면하는 어려움의 근원에는 이러한 상황에 대한 불충분한 고려가 있다.(The theory […] is based—like all electrodynamics—on the kinematics of the rigid body, since the assertions of any such theory have to do with the relationships between rigid bodies (systems of co-ordinates), clocks, and electromagnetic processes. Insufficient consideration of this circumstance lies at the root of the difficulties which the electrodynamics of moving bodies at present encounters.)
종전 1889년에 조지 피츠제럴드(George FitzGerald) 와 1892년 헨드릭 로런츠는 서로 독립적으로 움직이는 물체가 움직이는 방향으로 수축이 되면 마이켈슨-몰리(Michelson-Morley) 실험의 결과를 설명 할 수 있다고 제안하였다. 논문의 핵심 방정식인 로런츠 변환 중 일부는, 로런츠의 1904년 논문을 발전시킨 조지프 라모어 (1897, 1900), 헨드릭 로런츠 (1895, 1899, 1904) 및 앙리 푸앵카레 (1905)에 의하여 발표되었다. 아인슈타인의 발표는 피츠제럴드, 라르모르(Larmor), 로런츠의 설명과는 달랐지만 푸앵카레(1905)의 공식화와 많은 면에서 유사했다.
그의 설명은 두 가지 공리에서 비롯된다. 첫 번째는 자연의 법칙이 서로에 대해 일정한 속도로 움직이는 모든 관찰자에게 동일해야 한다는 갈릴레오 갈릴레이의 생각이다. 아인슈타인은 이렇게 썼다.
물리계의 상태가 변화를 겪는 법칙은, 이러한 상태 변화가 균일 한 병진 운동에 있는 두개의 좌표 시스템 중 어느 것을 참조하든 영향을 받지 않는다.(The laws by which the states of physical systems undergo change are not affected, whether these changes of state be referred to the one or the other of two systems of co-ordinates in uniform translatory motion.)
두 번째 공리는 모든 관찰자에게 빛의 속력이 동일하다는 규칙이다.
광선이 고정된 물체에 의하여 또는 움직이는 물체에 의하여 방출되는지의 여부에 관계없이 모든 광선은 "정지"된 좌표계에서 결정되어 있는 속도 "c"로 이동한다.(Any ray of light moves in the "stationary" system of co-ordinates with the determined velocity c, whether the ray be emitted by a stationary or by a moving body.)
이제 특수 상대성이론 불리는 이 이론은 모든 관찰자가 동등하다고 간주하는 그의 후속하는 일반 상대성이론과 구별된다. 특수 상대성 이론은 1905년에 "발견 되기에 충분히 숙성되었다"는 아인슈타인의 발언을 확인하면서 놀랍도록 빠르게 널리 받아 들여졌다. 아인슈타인은 자신의 아이디어를 조기에 전파하는 과정에서 막스 플랑크의 역할을 인정하면서 1913년에 다음과 같이 썼다. "이 이론이 동료들로부터 너무 빨리 받은 관심은 대부분 플랑크의 단호함과 따뜻함에 기인 한 것이다. 또한 1907년의 헤르만 민코프스키에 의한 개선된 수학적 공식화는 이 이론이 받아들여지는 데 영향을 미쳤다. 또한 가장 중요한 것은 이 이론이 계속해서 증가하는 확증적인 실험적 증거에 의해 뒷받침된다는 것이다.