莱斯·约翰逊（LES JOHNSON）, 著名物理学家、作家、和美国宇航局(NASA)技术专家。国际宇航科学院院士，英国星际协会的院士，以及美国科幻和奇幻作家协会、美国国家航空航天协会和美国智力协会的会员。
约翰逊出版了系列小说和专业作品，出版商《周刊评论》称“亚瑟·克拉克（著名科幻作家）和他的同时代人的精神仍然活着......”。
他与合作者乔·米尼合作的非小说类书籍《黑科技：石墨烯，超级新材料将改变世界》曾被《自然》杂志、《美国科学家》杂志等重要媒体广泛报道。
约翰逊领导阿拉巴马州亨茨维尔的NASA乔治C·马歇尔太空飞行中心的先进太空航天器推进技术的开发工作。在NASA的职业生涯中，莱斯曾担任过太空科学项目和计划办公室、太空推进技术项目和恒星间推进（太阳帆）研究项目的负责人。
林永青：约翰逊先生，您出版了大约25本图书，包括科幻小说和非虚构的科普作品，请问您写这些书的主要原因是什么？是什么促使您投入到关于“太空”的写作和研究当中？
约翰逊：首先，谢谢您的采访，谢谢中国读者们对我的作品感兴趣。我成长于20世纪60年代，当时美苏之间激烈的太空竞赛、火箭发射之类的事情深深吸引着我。
我仍记得电视机里尼尔·阿姆斯特朗踏出的那一小步。后来，我姐姐让我在周五晚上陪她熬夜看《星际迷航》的重播，这是一部伟大的科幻剧。我就是从那时候开始，希望成为一名科学家，并以某种方式为“人类基地”工作。
同时,我开始阅读科普书籍和科幻小说，所以促使我成为一名物理学家并致力于帮助年轻人了解科学的，我想应该是人类的航空事业和科幻小说。
大约20年前，我正在为NASA（美国国家航空航天局）工作。逐渐接近职业生涯的中期，我发现自己做过很多关于太空的公开演讲和讨论，而且经常是在科幻小说的背景下。
也正是在那个时候，我有机会与马特洛克博士合作，写了一本关于太空探索的非虚构作品，名为《远离土地的生活》，是关于利用拟真资源来扩展地外人类文明的。后来，我推出了一本科幻小说，很受欢迎，于是他们开始找我约稿。
我希望可以给后代留下有价值的东西，记录下我们对宇宙的惊奇感，以及人类共同合作，探索太空的美好愿景。从科幻小说的角度来看，我的写作关注大图景、宇宙奇观和冒险故事，其动力就来自于我想回报那个年轻的我。
林永青：您回馈社会，回馈年轻一代的动机令人感动。如今，已知的系外行星数以千亿计，“百年星舰”（100 Year Starship）和“突破摄星”（Breakthrough Starshot）等计划推进了跨星际旅行的想法，冒险进入宇宙，甚至殖民遥远世界的古老梦想，可能有一天终会成为现实。
在新书《星际旅行指南》中，您是如何揭示实现这一愿景的可能战略和技术进展的？
《星际旅行者指南》（A Traveler’s Guide to the Stars）
《未来黑科技通史》作者最新力作，中文版拟2024年上市
《未来黑科技通史》，中资海派出品（2022）
约翰逊：一些科幻小说和大众媒体在宣扬，我们不可能达到光速之类的观点，但这只是我们根据目前技术水平所做的猜测。除非我们真正有能力进行星际旅行，一切才会得到解答。
也许我们会得到某种新的物理理论，使我们能够做到这一点，目前普遍认为这是不可能的。但是，谁知道呢？
在1992年之前，甚至还没有科学证据表明在太阳系之外还有行星。
现在科学家们认为它们的确存在，但过去并不是这样。人们开始问，我们未来能去到系外行星吗？我的新书就是在试图回答这个问题。为了做到这一点，我们必须为将要跨越的遥远距离做好准备，这对所有人来说都难以想象，因为谁都没有经历过星际航行。
获得星际旅行所需的能量是一项艰巨的挑战。火箭不行，大多数火箭都做不到。我们今天所拥有的技术可以发送一颗通往恒星的火箭，但需要7万年才能到达最近的恒星，这是不现实的。
我想在书中概述一下我们对物理学的了解。有没有什么方法可以让我们在千年或更短的时间内完成航行？如果我们能开发一些新的推进技术，比如反物质，还有我最喜欢的，激光引擎，可能会让旅行时间少于1000年，甚至缩短到几分钟。
这很重要，特别是从中国的角度来看，中国有长城这样的伟大建筑，你们身边存在着大约1000年前的东西。因此，也许在1000年的星际旅行后，我们的后代很可能仍会记得这种被称为无线电的古老技术，并能够在前往那里时打开它来获取数据。
但我们不知道如何设计系统，尽管这在理论上可行，但我们还没有真正去做。我希望通过我的写作，可以让一些人参与这些系统，为我们的孙子或曾孙留下一些线索。
林永青：谢谢你的分享和建议。一份报告称，一种由石墨烯和硅制成的锂离子电池，一次充电可持续一周，充电时间仅为15分钟。我们了解到，石墨烯材料也是您的研究领域之一。能否向读者解释一下，为什么石墨烯被称作所谓的“万能新材料”？它的光学、电学属性有什么特点？或者请描述一下它的一些关键的应用领域和场景。
约翰逊：我很乐意介绍石墨烯，石墨烯材料只包含了一种元素，就是碳元素，是我们最常见的元素，它的特别之处在于碳原子的排列方式，所有的碳原子都位于一个平面上，就像一张纸一样。
有趣的是它的内部结构，电子层与原子重叠，它们彼此紧密结合。这使得材料中的电子在穿过石墨烯时几乎没有阻力，产生的热量也很少。这就是它惊人的特性，非常适合于做电池材料。除此之外，石墨烯还是一种可用于航天器制造的超强材料。因为它的厚度非常薄，但强度是钢铁的300倍。非常不可思议。
在电子领域，石墨烯的光电性质堪称完美。在日常生活中，长时间运行一个电子设备，它会产生很多热量，因为它不是百分之百的导体，电流通过其中的电阻会产生热量，产生不必要的浪费。你也许听说过超导体，超导体在传导电力时没有浪费，效率是百分之百，这意味着不会损失任何能量，也不会变热。
但是，当前研究发现的超导体必须保持接近绝对零度的低温，否则它们就不能工作，而当电流通过时，它们又可能会失去超导性质。但是石墨烯，虽然它不是超导的，但它的电阻极小，所以它是各种电气元件的理想材料。另外还可以用石墨烯做手机后盖什么的，用石墨烯薄片做成的手机后盖重量会很轻，而且坚不可摧，你不可能再摔碎它了。
1. 近地小行星探测 2.对日巡航 3.轻质集成太阳能阵列和天线系统 4.极端超材料太阳帆
林永青：谢谢，的确非常神奇，让我们进入下一个问题。太阳帆作为一种全新的航行动力技术，或许能帮助我们在太空中走得更远。它利用太阳光，通过巨大镜面反射光子来为太空航行提供动力，就像一面由轻质、高反射材料制成的镜子。这种连续的光压力可以提供持久的推力，提供的速度比当下的要快很多。
我们的问题是，你估计实现这种航天器需要多长时间？它能实现人类星际旅行的愿望吗？
约翰逊：最近十五年，太阳帆技术已日渐成熟，它的面积非常大，反光性很强，而且非常轻。最好的理解太阳帆的方式就是帆船上的帆，对吗？帆船的帆反射风，太阳帆则反射光，反射光子，利用它们的动量来推动航天器。
并且，我们可以通过改变阳光或激光反射的角度来改变旅行的方向。太阳帆之所以令人激动，是因为，虽然太阳帆无法做到快速起步，仍然需要借助于火箭。然而，一旦你在太空中展开了太阳帆，你就会一直不断地受到太阳的推动。随着时间的推移，获得的加速度将比任何火箭所能提供的都大。
如果在太空中举行一场火箭和太阳帆的航天竞赛，毫无疑问，火箭发动机点燃后，航天器将在几秒钟内消失。而直到第二天，你才会注意到太阳帆移动了一点点。但每一天它都会变得越来越快。火箭将在几秒钟或几分钟后耗尽气体和燃料，然后只能勉强维持速度。而太阳帆船的动力是源源不断的，航天器将会越来越快，最终会超过火箭。这就是人们对太阳帆感兴趣的原因。
目前，它们仅限于小型航天器，即重量约为100公斤或更轻的航天器，因为我们的帆不够大，无法获得足够的能量来携带更大的航天器。所以短期内不会有任何由太阳帆推动的载人飞船。我们正在设计1500到2000平方米甚至大约1万平方米的太阳帆。但是，如果要用太阳帆实现星际旅行或载人航天，面积至少得达到平方公里的级别。
虽然没有现存的材料可以做到这一点。但数据表明，石墨烯可以用来制作太阳帆。这就是我感兴趣的地方。虽然目前仅限于非常非常小的样本量。但如果我们能弄清楚，工程师们，年轻的新工程师们能弄清楚如何制作大张的帆。
然后我们可以建造起太阳帆飞船，也许可以用它们来遨游太空。
林永青：谢谢。那肯定非常有趣。毫无疑问，您是一位非常出色的科学家，同时也是电影《欧罗巴报告》和《迷失太空》的技术顾问，以及即将推出的《灯塔23》的技术顾问，您认为科幻电影能在多大程度上实现其科普的目标？
约翰逊：我认为这对科普非常有帮助。我发现在拍摄《欧罗巴报告》这样的电影时，导演们会考虑得非常非常周到。他们会问我一些技术问题，他们十分信任我。他们努力让电影变得有趣，但也希望尽可能真实，与他们的合作非常愉快。例如，《迷失太空》制作过程非常有趣，因为他们在那里是为了娱乐，而不是制作纪录片，并且他们也无法完全展现未来科学的真实情况。
作为顾问，我喜欢与有思想的制片人和导演合作，他们想要制作一部有趣的电影，这就是他们做生意的原因，而我的任务就是让它尽可能真实，因为呈现真正的科学非常重要，过于不切实际的创造将会引起错误的期望。
我希望关于科学的部分是正确的，当人们看电影的时候，他们可以娱乐，也可以学到一些知识，即使他们并没有意识到。这就是我做这件事情的动力。
林永青：另一个非常重要的话题是关于暗物质的。在一篇文章中，您说暗物质不是由质子、中子、电子或无数的亚原子粒子组成的，暗物质是完全不同的东西，除了通过引力与正常物质相互作用之外，我们无法以任何方式观察它。您真的相信它的存在吗？您认为它在多大程度上颠覆了基础物理学理论？可否用通俗易懂的语言解释一下？
约翰逊：我关注暗物质的研究，是出于日常工作和科普写作的需要，我需要了解最新的科学理论，但我并不是专业的暗物质研究者。暗物质所引发的争论让我想起，在19世纪末，放射性衰变不被接受，但最终颠覆了传统物理学。阿尔伯特·爱因斯坦提出相对论，认为星光被恒星弯曲了，并把牛顿物理学变成了爱因斯坦的宇宙。
我不禁想到，自然界和我们的物理理论中有一些基本的东西是我们不理解的。这在我们的观测中就表现为，暗物质或暗能量，有可能不存在。但是，我们的物理学的确仍有缺陷和矛盾。我建议你去咨询暗物质方面的专家。
林永青：谢谢。最后，关于您重点关注的新材料和航天科学，想对我们中国观众说些什么？
约翰逊：谢谢中国读者的热情，只有为数不多的国家拥有建造空间站的资源和能力，你们的国家正在建造，我们的国家也在努力。不论是竞争还是合作，对人类来说都是可贵的进步。
随着我们对宇宙的科学理解不断加深，逐渐把足迹扩展到地球之外时，我认为我们需要记住，这是一个巨大的，黑暗的，古老的，甚至可能是空荡荡的宇宙。
我们生活在地球这个美丽的星球上，它给了我们生命，支撑着我们，给了我们美丽的日落和森林，这是一个非常美丽而奇妙的地方，我们应当好好呵护它。
当我们开发太空时，我们应当怀着这样的心态：我们的工作是为了帮助地球成为一个更好的地方，帮助我们解决一些气候和能源问题。我认为这将惠及地球上的每个人。这一直是我的动力。我有幸在许多不同的国际项目上工作时，我非常非常有激情，虽然还没有同中国合作过，但我与日本人、韩国人、欧洲人合作过。对于这些团队中的每个人来说，这都是一次积极的经历和学习的经历。
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