مقاله
«پرین دیویدسون» دانشمند، نوازنده بانجو در سبک بلوگراس و در ژرفای وجودش یک «سازنده» است.
او دوران جوانی خود را با گشت‌وگذار در مزرعه خانوادگی‌اش در حومه فری‌پورت ایالت مین گذراند؛ جامعه‌ای ساحلی و کوچک در نزدیکی پورتلند. اگرچه این شهرک به اندازه کافی به شهر نزدیک بود تا احساس پیوستگی با آن داشته باشد، اما خاطرات و ماجراجویی‌های دوران کودکی‌اش فضایی کاملاً متفاوت و مستقل را تداعی می‌کردند.
پدر و مادر دیویدسون نقش برجسته‌ای در شکل‌گیری این تجربیات منحصربه‌فرد داشتند. مادر او که نقاش و فردی خلاق بود، در ساخت و نگهداری مزرعه، اداره کسب‌وکار توزیع شیر و تولید محصولاتی که می‌فروختند همکاری می‌کرد. او می‌گوید: «او واقعاً زنی فوق‌العاده است.»
در کنار او، پدر دیویدسون نقشی اساسی در تمامی این فعالیت‌ها ایفا می‌کرد. او که نجار بود، انبارها و اصطبل‌های مزرعه را با دستان خود ساخت؛ با این حال، علایق و استعدادهایش فراتر از این عنوان شغلی بود. او زمانی یک آمبولانس فرسوده متعلق به دوران جنگ جهانی دوم را به یک کامیونت توزیع شیر تبدیل کرد. گرچه آن مزرعه بعداً فروخته شد، او اکنون مالک کارگاهی محلی در زمینه تولید نوشیدنی‌های طبیعی است و در اوقات فراغت خود به تولید برخی محصولات نساجی نیز می‌پردازد.
دیویدسون در کودکی در کنار پدرش به کارهای فنی و ساخت‌وساز می‌پرداخت. در پنج یا شش‌سالگی، آن‌ها خودشان آلومینیوم را تراشکاری کردند و از آن برای ساخت یک موتور بخار مینیاتوری بهره بردند. آن‌ها تجربه مشابهی را با ساخت یک توربین بادی عمودی نیز تکرار کردند. دیویدسون به یاد می‌آورد که این پروژه‌ها صرفاً درباره ساخت فیزیکی نبود، بلکه پیرامون انرژی، پایداری و چگونگی بازآفرینی سامانه‌های پیرامون بود.
دیویدسون می‌گوید: «پدرم یک همه‌چیزدان واقعی و انسانی بسیار باهوش است. او این اشتیاق به ساختن را به من منتقل کرد. من نسبت به او اشیای فیزیکی کمتری می‌سازم، بلکه به ساخت "ایده‌ها" می‌پردازم.»
این تجربیات از همان دوران نخستین، دیویدسون را به فردی کنجکاو تبدیل کرد؛ فردی که نه تنها می‌خواست بداند جهان چگونه و چرا کار می‌کند، بلکه به دنبال درک سامانه‌ها تا حدی بود که بتواند آن‌ها را بهبود بخشد.
اکنون او در پژوهش‌های روزمره خود در دپارتمان علوم زمین، جو و سیاره‌ای مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT)، علایق دیرینه دوران کودکی‌اش را پیگیری می‌کند. کارهای نظری او پیرامون چرخه کربن به بررسی سازوکارهای قدرتمندی می‌پردازد که سیاره ما را زیست‌پذیر نگه می‌دارند.
درک چگونگی «میرایی» زمین
رویکرد دیویدسون نظری است، به این معنا که او به جای استفاده از مدل‌های شبیه‌سازی حجیم که معمولاً در علم اقلیم به کار می‌روند، با معادلات ریاضی کار می‌کند. او می‌گوید: «نظریه می‌تواند مانند یک تصویر باشد؛ نیازی نیست حتماً مدلی پیچیده یا دقیق‌ترین عدد دنیا باشد.» هدف دیویدسون به جای شبیه‌سازی تک‌تک متغیرها در سامانه اقلیمی زمین، یافتن توصیف‌های ریاضی ساده از نحوه رفتار سامانه و اعتبارسنجی آن‌هاست.
پژوهش‌های اخیر او بر یکی از همین توصیف‌ها تمرکز دارد: شناسایی ویژگی‌های بنیادین سامانه‌های محیطی جهانی که به زمین امکان می‌دهد در مقیاس‌های زمانی گوناگون به اختلالات و اغتشاشات — مانند نوسانات شدید دمای جهانی یا تغییر در غلظت کربن در اقیانوس‌ها و جو — پاسخ دهد و در عین حال پایداری ظاهری خود را حفظ کند. در فیزیک، این تمایل به بازگشت به حالت پایدار پس از وارد آمدن یک تکانه، «میرایی» (Damping) نامیده می‌شود. دیویدسون در اصل در تلاش است تا نحوه میرایی زمین را بهتر درک کند.
او برای این کار بر ردپاهای شیمیایی طبیعی زمین که در رسوبات باستانی اقیانوس‌ها ثبت شده‌اند، تکیه می‌کند. وی با بررسی دگرگونی‌های میکروسکوپی در نسبت ایزوتوپ‌های کربن و اکسیژن پس از وقوع اختلالات، نظریه‌هایی کاربردی برای نحوه پاسخ سامانه تدوین می‌نماید.
محرک اصلی پژوهش‌های اخیر او این بینش است که به نظر می‌رسد سازوکارهای میرایی این سامانه، «نامتغیر نسبت به مقیاس» (Scale-invariant) هستند. چه بر فرآیندهایی تمرکز کنید که در طول هزاران سال رخ می‌دهند و چه به مقیاس‌های زمانی میلیو‌ن‌ساله بنگرید، همان اصول بنیادین برقرار است.
دیویدسون توضیح می‌دهد: «آنچه ما فرض می‌کنیم این است که در تمامی این مقیاس‌های زمانی مختلف، نرخ میرا شدن نوسانات به حد اشباع می‌رسد. به بیان دیگر، سازوکار غالب میرایی دچار اشباع می‌شود.»
از آنجا که نرخ میرایی — و نه خود نوسانات — به یک سقف نهایی می‌رسد، سامانه می‌تواند گستره وسیع‌تری از رویدادهای فرین را نسبت به آنچه مدل‌های مرسوم پیش‌بینی می‌کنند، تجربه کند؛ برای نمونه، یک رخداد سیلاب صدساله در این چارچوب ممکن است با بسامد بسیار بیشتری رخ دهد. دیویدسون استدلال می‌کند که شناخت این سازوکار میراییِ اشباع‌شونده برای درک چگونگی حفظ شرایط لازم برای بقای حیات در زمین حیاتی است.
از موسیقی بلوگراس تا دانشگاه MIT
ورود دیویدسون به MIT از مسیری نسبتاً نامتعارف انجام شد. نخستین مصاحبه مجازی او با استاد راهنمای فعلی‌اش، پروفسور دانیل روتمن، آن‌طور که انتظار داشت پیش نرفت؛ چرا که دیویدسون به اشتباه رزومه‌ای ارسال کرده بود که در آن بخشی به پیشینه عمیق موسیقایی او، به‌ویژه در سبک بلوگراس، اختصاص داشت.
او نوازندگی را از ۴ سالگی آغاز کرد. در ۸ سالگی پس از شنیدن اجرای یک گروه محلی بلوگراس در جشنی که در انبار مزرعه خانوادگی‌شان برگزار شد، شیفته ساز بانجو شد. دیویدسون اندکی بعد همراه با گروهش در اماکن محلی و جشنواره‌های سراسر منطقه نیوانگلند به اجرا پرداخت، به گونه‌ای که درآمد حاصل از آن کار دوران راهنمایی و دبیرستانش به شمار می‌رفت. در ۱۳ سالگی برای اجرا در جشنواره بین‌المللی فرهنگی جوانان چین به این کشور سفر کرد و حتی بورسیه کالج موسیقی برکلی به او پیشنهاد شد. با این حال، او تصمیم گرفت به دانشگاه شیکاگو برود و در آنجا به تحصیل ریاضی و فیزیک بپردازد.
توصیه‌ای که او در آن مقطع دریافت کرد تأثیرگذار بود: «همیشه می‌توانی بانجو بنوازی، اما باید پول هم دربیاوری.» او با خنده می‌گوید: «مشخص است که من هم مسیری بسیار پردرآمد را انتخاب کرده‌ام!»
در طول آن مصاحبه اولیه برای دوره دکتری MIT، روتمن متوجه سرپنجه‌های یک بانجو و گیتار شد که در پس‌زمینه آپارتمان دیویدسون خودنمایی می‌کردند.
دیویدسون به یاد می‌آورد: «تنها چیزی که درباره‌اش صحبت کردیم موسیقی بود. مباحث علمی به حاشیه رفت و در پایان مصاحبه گفت: "به زودی از من خبر خواهی شنید." و تمام.»
سال‌ها بعد، مشخص شد که پیوستن دیویدسون به گروه پژوهشی روتمن برای هر دو طرف بسیار ثمربخش بوده است.
روتمن برای آمادگی علمی نامتعارف پرین در دوره تحصیلات تکمیلی، که شامل تخصص پژوهشی در اقیانوس‌نگاری شیمیایی و پیشینه ریاضی و فیزیک است، ارزش زیادی قائل است. روتمن می‌گوید: «رساله پرین از ابزارها و مفاهیم فیزیک آماری برای آشکار ساختن نحوه کارکرد چرخه کربن بهره می‌برد. دانشجویان انگشت‌شماری از توانایی پیوند زدن چنین حوزه‌های ناهمگونی برخوردارند.»
او همچنین به خلاقیت و تخیل پرین در برقراری پیوند میان مفاهیم اشاره می‌کند و می‌افزاید: «اما ویژگی مهم دیگری نیز وجود دارد؛ پرین با نوعی فروتنی به کار خود نگاه می‌کند و درکی ذاتی از این واقعیت دارد که پیشرفت از اشتیاق به یادگیری از دیگران و تمایل به برداشتن گام‌های کوچک در مسیر دستیابی به نتایج عمیق‌تر حاصل می‌شود؛ و نتایج او نیز در عمل بسیار عمیق بوده‌اند.»
در مقابل، دیویدسون نیز از توجه متمرکزی که از سوی روتمن دریافت می‌کند قدردانی می‌نماید: «این رابطه واقعاً یک رابطه مربی و شاگردی است. پدر من نجار است و من شاگرد او بودم؛ پیوسته در حال یادگیری نحوه انجام کارها هستم و دن (روتمن) این فرصت را در اختیار من می‌گذارد.»
افزون بر همکاری پژوهشی، دیویدسون و روتمن تقریباً هر هفته با یکدیگر موسیقی می‌نوازند. آن‌ها حتی همراه با دو تن از همکارانشان یک گروه موسیقی تشکیل داده‌اند. دیویدسون می‌گوید: «در دوران دانشگاه از نوازندگی فاصله گرفته بودم.» او از اینکه MIT به او این امکان را داده تا هم ریشه‌های موسیقی بلوگراس و هم علایق علمی‌اش را دنبال کند، خرسند است.
کوچک‌سازی مقیاس تا سطح میکروبی
هم‌زمان با پایان دوره دکتری، دیویدسون به گام‌های بعدی خود می‌اندیشد. او بر این باور است که آینده آکادمیکش ممکن است در مقیاس سلولی فرآیندهایی نهفته باشد که تاکنون صرفاً در سطح سامانه مطالعه کرده است؛ و ابزارهایی که برای شناخت اقلیم در مقیاس‌های زمانی زمین‌شناختی توسعه داده، قابلیت به‌کارگیری در مقیاس‌های کوچک‌تر را دارند.
ماهیت نامتغیر نسبت به مقیاس در پژوهش‌های اقلیمی او نشان می‌دهد که ممکن است همین سازوکارهای میرایی در سلول‌های میکروبی ساکن در شرایط فرین و دچار فقر شدید انرژی نیز فعال باشند؛ جمعیت‌هایی که بر اساس برخی گزارش‌ها، با وجود گردش نسل‌ها و مرگ و میر سلول‌های منفرد، ده‌ها میلیون سال بدون دریافت انرژی یا با حداقل ورودی انرژی پایدار مانده‌اند.
دیویدسون می‌گوید شناخت تداوم حیات میکروبی در چنین شرایطی، پرسشی ناشی از کنجکاوی عمیق فردی است که کاربردهای آن از مقابله با نابودی تنوع زیستی ناشی از اقلیم تا معضل مقاومت آنتی‌بیوتیکی گسترده است.
به نظر می‌رسد دیویدسون عجله‌ای برای تعیین دقیق گام بعدی خود ندارد. در حال حاضر، او خشنود است که تمرکزش را بر همان کاری معطوف کند که به شکلی ذاتی در آن مهارت دارد: ساختن ایده‌ها.
