万有引力是物质动量变化引起的惯性力，电磁力是物质角动量变化引起的惯性力。与电磁力相关的是引起自旋角动量变化的力矩，力矩等于角动量的变化率。电磁力不仅与角动量的变化率有关，还与粒子的大小（半径）有关。电磁力与旋转体单位半径内的角动量变化率等效，这便是磁旋等效原理。

磁旋等效意味着任何具有自旋的系统都等价于一个电荷体，在自旋系统内部运动的自旋系统等价于在磁场中运动的电荷。

现在讨论一个问题：独立自旋系统内的观察者是否有可能从系统内部的任何实验来判断该系统的运动状态？一般人们认为，该观察者是有可能通过实验确定该系统的运动状态的。譬如说，他可以通过傅科摆或旋转陀螺的进动来判断该系统的旋转运动状态。实际上，这个观点是错误的，因为这种观点使用了先验论，认为傅科摆或旋转陀螺的进动是由参考系的自转引起的。如果允许使用这种先验论的话，我们也能在爱因斯坦的密封仓中发现惯性力和引力的区别。但实际上引力和惯性力无法通过动力学实验来区分，电磁力与自旋参考系中由于角动量变化所表现的力（包括科里奥利力）也无法区分，自旋参考系内的观察者无法区分到底是电磁力使傅科摆或自旋陀螺进动还是参考系的自旋运动使它们进动，因而他既有理由认为它们的进动是由参考系自旋引起的，也有理由认为是由磁力作用产生的。如果他不参考别的参考系(在宇观系统状态下他也无法参考别的参考系)，他是不能通过参考系内部的任何实验来确定该系统的运动状态的，除非他彻底放弃了电磁力这一物理概念。这一情形与加速的密封电梯内的观察者所观察到的情形完全相同，他可以认为他是处在引力场中，也可以认为他是处在加速的参考系上，除非他放弃引力的概念。这里，旋转的陀螺相当于电荷体，旋转参考系相当于外加磁场，旋转陀螺在旋转参考系中的运动规律与电荷在磁场中的运动规律相同。

我们已经知道，在引力场中自由加速下落的参考系等价于匀速的参考系，在引力场自由加速运动的参考系内的一切物理实验都无法判断该参考系是在引力场中加速运动还是匀速运动，这是外引力场与加速参考系的惯性力相抵消的结果。与之类似，在磁场中自由转动的参考系(如电子参考系)也完全等价于匀速惯性系，在该参考系上的一切物理实验都无法判断该参考系是转动参考还是匀速惯性系，这是外磁场与转动参考系的惯性力相抵消的结果（图7.1）。在没有引力场的空间加速运动的参考系内部存在一种力，参考系内部的物理实验无法区分它是惯性力还是引力，类似地，在没有磁场的空间旋转的参考系内部有一种力，该参考系内的物理实验无法区别它是转动引起的惯性力还是电磁力。通过比较，相信大家能明白磁旋等效原理的真正含义了。

图7.1　外磁场与自转抵消的惯性系