当光速减慢时会发生什么？(2)

　　当人的运动速度接近光速时，就可以感知到相对论多普勒效应。向光源移动时，光的颜色会向光谱的蓝色和紫色端移动；远离光源时，其颜色会向光谱的红端移动。

　　颜色变化

　　当人类的运动速度接近光速时，就会感知到所谓的相对论多普勒效应。要理解这一点，请记住，光既是粒子又是波。波以波长作为其特征，即波峰之间的距离，这决定了它的颜色和频率——在给定时间内有多少波峰经过。

　　在多普勒效应中，当你靠近一个声源时，会发现声音的频率（音调）似乎会随着波峰越来越快地到达耳朵而变得更高。类似地，当你向着一个光源移动时，光的波长似乎也会变短，让人感觉到颜色的变化，在光谱上表现为向蓝色和紫色移动，称为蓝移；如果光源远离我们而去，它的颜色就会向光谱的红端移动，即红移。总之，朝向你的物体看起来更蓝，而远离你的物体看起来更红。

　　改变时间和距离

　　也许狭义相对论最著名的效应之一，就是当一个人以接近光速运动时，时间会变慢。换句话说，接近光速运动的人衰老得更慢。这种效应称为时间膨胀。

　　严格来说，你经历的正是时间膨胀；但如果没有什么相比较的东西，它就没有任何意义。狭义相对论的另一个效应是，以接近光速运动的物体——或者当你以接近光速从静止物体附近掠过时——的长度会缩短。这就是所谓的长度收缩。不过，这种效应是很复杂的，根据一个静态观察者的测量，以接近光速的速度运动的物体可能会经历长度收缩，即变得更短，但在那个人的眼里，它们实际上会因为狭义相对论的另一个效应——运行时效应（runtime effect）——而显得更长。

　　例如，当一辆自行车朝你驶来时，从自行车前端发出的光到达你眼睛的距离要短于自行车后端发出的光，因此你看到的自行车前端属于更近的时间，而自行车后端属于更远的过去，这使得自行车看起来更长。有时，这一效应还会使物体看起来有些扭曲。换句话说，如果光速比现在慢得多，那么在静态观察者看来，接近光速的物体可能显得更长或扭曲。

　　亮度变化

　　当你在雨中行走时，你可能会注意到你前面的身体比背面更湿。这是因为在雨中行走时，你会撞上比静止不动时更多的雨滴，正是前面的身体保护了你的背面淋不到更多的雨滴。科特梅尔指出，当你以接近光速的速度移动时，也会发生类似的情况。

　　这是因为光有时表现得像一大群粒子，即光子，它们就像小水滴一样。当你朝着一个物体移动时，它看起来会比你站着不动时更亮，这是因为你正在走进它的光子中。这种效应被称为“探照灯效应”。

　　汤普金斯先生身历奇境

　　1939年，物理学家乔治·伽莫夫出版了一本图画书，名为《汤普金斯先生身历奇境》（Mr。 Tompkins In Wonderland），书中主角骑着自行车，以减慢的光速穿过一座城市，从而体验了相对论效应，爱因斯坦“真的很喜欢这本小册子”。