Serendipiteit

De ongezochte vondst

Serendipiteit is de kunst van loszittende oogkleppen. Wie zich ervan bewust is dat toevallige waarnemingen soms kunnen leiden tot ontdekkingen in wetenschap, techniek of kunst, weet ze op het juiste moment af te zetten. Dat talent voor het onverwachte moet worden gekoesterd. Daar zijn tijd, ruimte en vrijheid voor nodig. Het zou mooi zijn als de academische omgeving die ook daadwerkelijk zou bieden.

Het woord serendipiteit komt van het sprookje‘De drie prinsen van Serendip’, het tweede verhaal uit een bundel van acht vertellingen, de Hasht bihist (De acht paradijzen, 1302) van Amir Khusrau, een groot dichter in de Perzische taal. Het sprookje werd al vlug in het Italiaans vertaald, van daaruit in het Duits, Frans en Engels, en vervolgens in 1722 uit het Frans in het Nederlands. Sindsdien is er veel geschreven over de wortels van de Scharfsinnsproben (staaltjes van scherpzinnigheid), het thema van het sprookje, een motief dat ook in Hamlet figureert.

Het woord serendipity werd in 1754 gemunt door een ‘geniale dilettant’, de Britse brievenschrijver Horace Walpole, die over de prinsen van Serendip opmerkte: ‘Als deze Hoogheden reisden, deden ze steeds ontdekkingen, door toevalligheden & scherpzinnigheid, van dingen waar ze niet naar op zoek waren.’ En hij had de brille voor deze gave het woord serendipity te bedenken.

Walpole was een bastaard en een homoseksueel, in zijn tijd dus in tweeërlei opzicht marginaal en een ongezochte vondst. Hij personifieerde serendipity. Het woordwerd voor het eerst gedrukt in 1833, toen zijn brieven werden uitgegeven, en daarna alleen gebruikt door alfa’s. Pas in 1945 werd de term geïmporteerd in de bètawetenschap, door Walter Cannon, experimenteel fysioloog aan de Harvard Medical School. De wetenschapssocioloog Robert Merton introduceerde het woord in de gammawetenschappen. Zijn boek The Travels and Adventures of Serendipity, een Begriffsgeschichte van het woord serendipity, verscheen in 2002 bij de Princeton University Press, vijftig jaar nadat hij het schreef met de historica Elinor Barber.

Serendipiteit is een verrassende waarneming gevolgd door een juiste abductie. ‘Abductie’ is een onjuiste vertaling van het Griekse apagoge; de juiste vertaling is ‘herleiding’. Aristoteles noemt het duiden van de maangestalten als voorbeeld van zo’n apagoge: weerkaatst de maan zonlicht? Zo’n gissing of hypothese moet je eerst bedenken alvorens je haar kunt toetsen. De semioticus Umberto Eco beschreef vier soorten abductie:

Overgecodeerde abductie: van een verrassend feit naar een ander feit, gebaseerd op een gegeven regel. Het bastaardschap van Walpole kan zo ontdekt zijn. Hij was een nakomertje dat qua uiterlijk en gedrag sprekend op zijn moeders minnaar leek, en geenszins op zijn vader, de prime minister.

Ondergecodeerde abductie: van een verrassend feit naar een mogelijke regel. Zo ontdekte Edward Jenner de vaccinatie. Toen een melkster hem vertelde dat zij niet geïnoculeerd hoefde te worden met menspokken, omdat zij al koepokken had gehad en dús niet meer vatbaar voor menspokken, heeft hij er ‘vijfentwintig jaar aan gewerkt om deze waarneming op een rots te plaatsen waar niemand haar af kon krijgen’ (Milton J. Rosenau).

Creatieve abductie: van een verrassend feit naar een mogelijke nieuwe regel, zoals Kandinsky’s schepping van de abstracte schilderkunst. In 1910 nam hij, als autodidact kunstschilder, iets wonderlijks waar: ‘In München werd ik betoverd door een onverwachte aanblik in mijn atelier. Het was het uur van de invallende schemering. Ik kwam na de studie thuis met mijn schilderskist, toen ik opeens een ongelooflijk mooi, met een innerlijk gloeien doordrenkt, schilderij zag. Ik stokte, daarna liep ik snel op het raadselachtige doek af, waarop ik niets anders zag dan vormen en kleuren, en dat inhoudelijk onbegrijpelijk voor me was. Ik vond de sleutel tot het raadsel meteen: het was een door mij geschilderd doek dat tegen de muur op zijn zijkant stond. De volgende dag probeerde ik bij daglicht de indruk van de avond ervoor uit het doek te halen. Maar daar slaagde ik maar half in. Ook op de zijkant gezet, herkende ik ook voortdurend voorwerpen en het fijne lazuur van de schemering ontbrak. Nu wist ik dat het voorwerp mijn doeken benadeelde.’ (Vertaling: Wil Boesten.) Daarna ging Kandinsky met opzet geheel abstract schilderen. Het bleek de eerste aanzet tot wat we nu abstracte kunst noemen (abstrahere = [de voorstelling] wegtrekken). In het Stedelijk hangen nu een figuratieve en een abstracte Kandinsky naast elkaar, maar er worden geen woorden gewijd aan zijn trouvaille.

Meta-abductie: van een verrassend feit naar een revolutionaire regel, zoals Newtons wet van de universele zwaartekracht. Hij zou zich, naar eigen zeggen, bij het zien vallen van een appel hebben afgevraagd of de maan ook op de aarde valt. Zoals Paul Valéry schreef: ‘Er was een Newton voor nodig om te zien dat de maan valt, als iedereen ziet dat zij niet valt.’

Robert Merton gaf in 1957 de beste definitie van serendipiteit. Daarom citeer ik die: ‘Het serendipiteitspatroon betreft de tamelijk algemene ervaring van het waarnemen van een ongeanticipeerd, abnormaal en strategisch gegeven, dat de aanleiding wordt voor de ontwikkeling van een nieuwe theorie, of voor de uitbreiding van een bestaande theorie. Het gegeven is allereerst ongeanticipeerd. Het onderzoek gericht op de test van een hypothese levert een toevallig bijproduct op, een onverwachte waarneming die betrekking heeft op theorieën die bij het begin van het onderzoek niet aan de orde waren. Ten tweede: de waarneming is abnormaal, verrassend, omdat zij onverenigbaar lijkt met de gangbare theorie of vastgestelde feiten. In beide gevallen wekt de ogenschijnlijke onverenigbaarheid nieuwsgierigheid op. Het prikkelt de onderzoeker om het gegeven te doorgronden en in een breder kader van kennis te plaatsen. Ten derde: opmerkend dat het onverwachte feit strategisch moet zijn, dat wil zeggen, dat het implicaties moet toestaan die betrekking hebben op een veralgemeende theorie, hebben we het natuurlijk eerder over wat de waarnemer met het gegeven doet dan over het gegeven zelf. Want het vereist duidelijk een theoretisch ontvankelijke waarnemer om het bijzondere in het algemene op te sporen.’

Zo’n ongeanticipeerd, abnormaal en strategisch gegeven kan een enigma, anomalie of noviteit zijn, hoe marginaal, miniem en triviaal het soms ook is. Daarom kan serendipiteit op drie manieren beginnen. In het eerste geval (als enigma) is er geen theorie om de raadselachtige observatie te beschrijven, te verklaren of te voorspellen. Barnsteen (elektron) kan stof aantrekken, en een magnetische steen ijzer, maar hoe? In geval van een anomalie is de wonderlijke waarneming strijdig met geaccepteerde theorieën. Toen kernsplijting werd ontdekt, conflicteerde dat met de aanvaarde theorieën. A-tomen werden toen nog beschouwd als on-deelbaar. Bij een noviteit is de verbazingwekkende waarneming weliswaar nieuw, maar botst deze niet met de heersende theorie. De vélocipède van Drais, het prototype van de fiets, is daar een voorbeeld van. Drais merkte dat hij het stuur van zijn loopfiets tevens kon gebruiken om in evenwicht te komen en te blijven. Wie leert fietsen herontdekt dat.

Het echt nieuwe kan niet logisch worden afgeleid uit het oude. Als dat zou kunnen, zou het niet echt nieuw zijn. Voor het echt nieuwe is een onvoorspelbaar element nodig, zoals een verrassende waarneming of gedachte. Omdat het echt nieuwe niet anders dan als verrassing op iemands pad komt, moeten ieder zintuig en de gehele geest openstaan voor verrassingen, om de surprise op te merken en juist te duiden. Voor een patent is dat verrassende aspect zelfs een vereiste. Zelfs als de nuttige eigenschappen van een uitvinding toevallig ontdekt zijn, verhindert dat de octrooieerbaarheid ervan niet. In het Britse recht is dat zelfs vastgelegd.

Logisch denken is uit te leggen, dat leer je dan ook op school, bij wiskunde bijvoorbeeld, en in practica. Intuïtie (in-tuire is Italiaans voor ‘kijken naar’) is anticiperen zonder dat te kunnen uitleggen, vooraf en zelfs achteraf. Het wordt niet of nauwelijks onderwezen. Serendipiteit is ongeanticipeerd, per definitie. Het is de intuïtie voorbij, of beter: intuïtie in wording. Ook dat wordt niet of nauwelijks gedoceerd. Toch is het wel degelijk zu lehren und zu lernen, in theorie en praktijk.

Grosso modo zijn er vier manieren om iets nieuws te vinden. Als niet-serendipiteit: een gezochte vondst langs een gezochte weg. Yersin ontdekte zo de verwekker van de pest. Als pseudo-serendipiteit: een gezochte vondst langs een ongezochte weg. Fleming deed fundamenteel onderzoek, vond daardoor penicilline, zoals hij het noemde, als bijvangst, als bermbloem. Als positieve serendipiteit: een ongezochte vondst, bijvoorbeeld x-stralen. De ‘x’, het wiskundige symbool voor de onbekende, is via een Spaanse vertaling ontleend aan de letter ش(‘sj’) voor de onbekende uit de Arabische algebra. Röntgen zelf gebruikte deze ‘x’ om zijn onbekende, onzichtbare, doordringende stralen te benoemen, omdat hij niet wist wat hij had ontdekt. En ten slotte als negatieve serendipiteit: je doet een verrassende waarneming, die je niet of onjuist duidt. Zo sprak Columbus over indianen, wat wij ook nog altijd doen.

In origineel onderzoek loopt, hinkt, springt en danst een vorser op twee benen. Eén voor het testen van hypotheses. Hij gaat van hypothese naar waarneming (geprovoceerd of niet) ter verifiëring. Zo had Yersin als werkhypothese: Is de pest een infectie? Dat bleek inderdaad het geval. Het andere been is er voor het duiden van verrassingen. Hij gaat van verrassing naar hypothese. Zo werd kernsplitsing onmogelijk geacht, maar het bleek toch te kunnen. Dat leidde tot de nieuwe hypothese: Kunnen ‘a-tomen’ splijten? Die vraag werd getest én bevestigd. Toch spreken we nog steeds over a-tomen!

Natuurlijk duiken niet alle verrassingen op bij het testen van hypotheses en ontstaan niet alle hypotheses als duidingen van verrassingen. Ook levert de test van een nieuwe hypothese niet altijd een verrassing op, en geeft een verrassing niet steeds een verse hypothese. Het is bekend dat een vorser die een hypothese test en iets geks waarneemt, zich eerst afvraagt: ‘Wat is er verkeerd gegaan? Heb ik iets fout gedaan? En zo ja, wat?’ Na dát uitgesloten te hebben, is zijn tweede reactie een volgende duiding te verzinnen en te testen: een proces van gissen, missen en raken. Dus als hij denkt fout te zitten kan hij wel op een goudader gestoten zijn, al komt dat zelden voor. Maar sluit zo’n mother lode niet bij voorbaat uit!

De drie hoofddomeinen van serendipiteit zijn wetenschap (wat al wel bestond, maar nog niet was beschreven, verklaard of voorspeld), techniek (iets nieuws, dat nog niet bestond) en kunst (iets fascinerends, dat nog niet was vertoond; zoals Picasso zei: ‘Je ne cherche pas, je trouve.’). De rol van serendipiteit bij systematisch onderzoek lijkt op die van het paard in het schaakspel. Dat paard lijkt zich ook aan regels te onttrekken, omdat het mag springen, ook opzij, maar ook voor zijsprongetjes gelden regels.

Serendipiteit bestaat, in die zin dat toevallige waarnemingen soms kúnnen leiden tot toevallige ontdekkingen, uitvindingen of creaties in wetenschap, techniek of kunst. ‘Toevallig’ heeft hier niet de wiskundige connotatie van ‘at random’ (dat je zomaar iets vindt), maar een psychologische betekenis: toeval in de zin dat iets je toe-valt, meestal terwijl je iets anders zoekt. ‘Sine anticipatio mentis’ noemde Francis Bacon dat, zonder anticipatie van de geest, dus zonder hypothese vooraf.

Systematisch onderzoek en serendipiteit sluiten elkaar dus niet uit, maar vullen elkaar aan en versterken elkaar zelfs. Ontwerp en serendipiteit beïnvloeden elkaar – denk maar aan Flemings vondst van penicilline en Goodyears uitvinding van het vulkaniseren van latex tot duurzaam rubber toen hij het met zwavel mengde, het verhitte en het per ongeluk op de hete kachel morste, waarbij het bleek te vulkaniseren. Goodyear schreef overigens dat niet het toeval hem hielp, maar God, omdat hij zo hard werkte en het maar niet lukte.

Serendipiteit speelt in onderzoek een wezenlijke bijrol, die je moet onderschatten noch overdrijven. De astronoom Martin Harwit onderzocht 43 observationele vondsten van kosmische verschijnselen en ongeveer de helft bleek serendipiteus: ‘Dit trekt enigszins de normale criteria van de peer review in twijfel, want de gangbare criteria neigen ertoe een theoretische rechtvaardiging te vragen voor het werk dat je gaat doen. Of je nu telescooptijd vraagt of wat je ook maar gaat ondernemen.’

In sterk empirische domeinen zoals de chemie, geneeskunde, natuurkunde, astronomie en geologie komen ongezochte vondsten het meest voor. In die vakken is ook goed te zien en te beoordelen of iets een vondst is of niet, wat je natuurlijk moet weten voordat je van een ongezochte vondst kunt spreken. In de chemie is de term het gangbaarst. Een chemicus denkt vaak in processen en beschouwt serendipiteit als een factor die in het zoek- en vindproces een hoofd- of bijrol kan spelen. ‘Serendipity at work’ noemt de animist in hem dat!

Meestal wordt de rol van serendipiteit in theorie en praktijk onderschat, omdat we a posteriori theoretisch en praktisch onderzoek en hun resultaten rationaliseren. De niet-rationele componenten zoals toevalsbevindingen, geluk, verrassingen, ongezochtheden, fouten, dingen waar je ooit of nooit van gedroomd hebt, grappen en onbekende factoren, die tot het resultaat hebben geleid, worden daarom onderbelicht of verdonkeremaand. De inside story, de how it really happened story, de story behind the story worden zo weggemoffeld. Zuivere rationaliteit wordt dan de norm, zowel wat betreft de resultaten als de weg daarnaartoe. Een ‘wetenschappelijk’ artikel is daarom vaak een retrospective prophecy of zelfs een scientific fraud: het geeft een onjuist beeld van hoe het onderzoek in feite verliep.

Zoals Heraclitus ons voorhield: ‘Als men het onverwachte niet verwacht, zal men het niet vinden, onnaspeurbaar en ontoegankelijk als het is.’ En de sofisten wisten, ook in de vijfde eeuw voor Christus: ‘Je kunt niet naar het onbekende zoeken, want dan weet je niet wat je zoeken moet.’Door Hooke, Priestley, Bernard, Pasteur en vele andere grootvorsers weten we dat de notie van het verschijnsel van de ongezochte vondst veel ouder is dan de vakterm serendipiteit. Serendipitisten zijn meestal geestig, opmerkzaam, benieuwd, afleidbaar, intuïtief, slim, flexibel, artistiek, diligent, eigenwijs, erudiet, maar nauwelijks te managen. Dat hoeft ook niet, want ze zijn innerlijk gedreven. Je moet natuurlijk wel eerst weten wat je kunt verwachten, voordat je ziet en beseft wat onverwacht is. E-rudiet betekent letterlijk ont-ruwd (door kennis, ervaring en visie). Zoals Pattle in 1977 puntig opmerkte: ‘Sommige schrijvers reppen over een ontdekking van wat niet feitelijk onderzocht werd als “toevallig” of “onbedoeld”. Dit is nooit waar. Observaties worden gedaan omdat de waarnemer uitkijkt naar elke gekkigheid, en zijn niet het product van toeval of geluk.

Serendipiteit is de kunst van loszittende oogkleppen. Ook een serendipitist heeft oogkleppen als hij vorst, maar zet die af als hij een verrassende waarneming doet, om haar juist te duiden. Daar zijn tijd, ruimte en vrijheid voor nodig. Bij de R&D van Shell is er 10 procent van de tijd voor vrijdagmiddagproefjes. Bij Dupont 20 procent en bij 3M 30 procent. Op de universiteit is het 100 procent zolang je laatjesonderzoek doet: je onderzoekt wat je niet laten kunt. De resultaten stop je in een la. Je vraagt geld aan om deze resultaten alsnog te zoeken en te vinden, en als je dat geld krijgt, doe je weer wat je niet laten kunt. De resultaten van de betaalde re-search stuur je natuurlijk pas op als je financier erom vraagt. En die is blij dat je ‘vond’ wat je ‘zocht’. Communisten werkten met vijfjarenplannen: die stonden ook vol met onderzoek dat allang gedaan en gelukt was, maar nog niet was gepubliceerd. Het nadeel van laatjespolitiek is dat wie er niet aan meedoet gemiddeld minder goede resultaten boekt en in een volgende subsidieronde dus eerder zal uitvallen. Eerlijkheid, originaliteit en durf worden zo onbedoeld gestraft. Het schrijven en beoordelen van die zogenaamde plannen verspilt natuurlijk intellect, tijd en geld. En corrumpeert ook.

Zoals voor al het intuïtieve opereren geldt, kan serendipiteit niet worden geprogrammeerd. Als je ‘serendipiteit’ kunt beramen, is het geen serendipiteit. Wat je wel kunt programmeren is, dat áls er iets onvoorziens gebeurt, de onderzoeker de vrijheid, tijd en kans krijgt en neemt om de verrassende waarneming te duiden.

De moraal van dit essay is dan ook: houd één oog open voor gezochte vondsten en het andere voor ongezochte vondsten. De vrijheid van opportuniteit om van het onverwachte te profiteren (Irving Langmuir) is cruciaal voor visionaire research. Plannen moet, maar een plan is niet heilig. Serendipiteit is immers als ‘het zoeken naar een naald in een hooiberg en eruit rollen met een boerenmeid’.

Iemand als Claude Bernard had een buitengewoon talent om tijdens een experiment iets marginaals op te merken dat niet strookte met de gangbare theorie. Om het belang van dit type talent te onderstrepen is het nuttig om serendipiteitsprijzen uit te reiken voor ongezochte vondsten. Op die manier worden mavericks eindelijk gecultiveerd in plaats van gemarginaliseerd en komen vrijdagmiddagproeven én de resultaten ervan beter voor het voetlicht.

Zelf heb ik de Koninklijke Nederlandse Chemische Vereniging al in 2003 een serendipiteitsprijs laten uitreiken. Die ging naar een student, die, tegen het advies van zijn prof in, had ontdekt, totaal ongedacht, dat aspirine spiralen schiep van honderden angströms lang, na één stoutmoedig clandestien vrijdagmiddagproefje. Ook de Britse Times Higher Education heeft in 2009 al een Serendipity Award uitgereikt aan een chemicus uit Oxford, die werkend aan de productie van penicilline onverwacht een nieuwe methode vond om kleurstoffen in plastic beter te verspreiden.

In 2003 heb ik NWO voorgesteld om op proef serendipiteitsfondsen beschikbaar te stellen voor het uitwerken van verrassende waarnemingen. Voor het toetsen van werkhypotheses zijn er wel fondsen; waarom zijn er dan geen fondsen voor het duiden van enigma’s, anomalieën en noviteiten? Ik denk dat er dan meer origineel en gedurfd onderzoek wordt gedaan, en er minder op safe wordt gespeeld. Met zo’n serendipiteitsfonds kun je dat ook onderzoeken! Dat fonds is er niet gekomen, maar een instelling als het Reumafonds heeft al sinds 2007 een apart serendipity-budget voor hoog-risico-onderzoek.

Tot nu toe vond ik veertig types serendipiteit. Zij leerden mij hoe pluriform het verschijnsel is. De types sluiten elkaar niet uit, maar overlappen en versterken elkaar juist. Kennis van die types, met voorbeelden, helpt het onverwachte te zoeken en zelfs het ongezochte te vinden. Serendipiteit is de mens eigen, in zijn arbeidzame, culturele, persoonlijke én amoureuze leven. Net als domheid is het een universeel en komisch post-hocverschijnsel. Een verrassende waarneming overkomt je, net als domheid. Je begáát een domdaad. Serendipiteit is de verbeelding aan de macht bij individuele onderzoekers en groepen, in de meest democratische vorm. Volg niet altijd het spoor van anderen, durf ook eens, of voor altijd, je eigen spoor of zijspoor te trekken en heb óók oog voor het onverwachte. ‘Readiness is all!’ verzuchtte Hamlet, toen hij zich wilde wreken op zijn vader. Bereidheid is alles!