Wetenschap, een sisyfusarbeid | Serendipiteit
Drie wijze prinsen van Serendip, een koninkrijk dat zich volgens de legende uitstrekte van Afghanistan tot de oceaan, kwamen op hun rondreis om wereldse ervaring op te doen, een man tegen die zijn kameel kwijt is. Zonder aarzelen wezen ze hem waar hij het dier vinden kan. Om de man te overtuigen somden ze onmiskenbare kenmerken van het beest op: blind aan één oog, verlamd aan één poot, enzovoort. Niet dat de prinsen de kameel gezien hadden, maar schrander als ze zijn, hadden ze alles afgeleid uit sporen onderweg. De kameel moet blind zijn aan één oog want het gras aan de ene kant van de weg was volledig afgegraasd, terwijl het aan de andere kant weelderig doorgroeide. Een slepende hoefafdruk wees op een verlamde poot.
Serendip of Sarandib is de oude Perzische benaming voor Sri Lanka, Ceylon of Silan. De berg van Sarandib, gekend als Adams Piek, was een baken voor zeevaarders. Volgens een Perzische legende kwam Adam na zijn verbanning uit het paradijs op deze rots terecht en hij zou in het rotsgesteente een voetafdruk achtergelaten hebben.
Telmo Pievani, een befaamd Italiaans evolutiebioloog en wetenschapsfilosoof, reconstrueert in Serendipity. The unexpected in science de eeuwenoude geschiedenis van serendipiteit en toont aan dat deze vorm van toeval een belangrijke rol speelt in wetenschappelijk onderzoek.
Wereldwijd
Het verhaal over de drie wijze prinsen werd sinds mensenheugenis mondeling overgeleverd. Er zijn wereldwijd sporen van teruggevonden, tot in de Talmud, Sinbad (of Sindbad) de zeeman en de 13de eeuwse Deense legende over Hamlet. In India gaat het om een verloren olifant, in Arabische landen een paard, nog elders een muilezel.
De eerste geschreven bron is te vinden in De acht verhalen van het Paradijs(1301), het meesterwerk van Amir Khusrau, de grootste auteur van de Perzische cultuur. Midden 16de eeuw herschreef Christoforo Armeno, een vluchteling in Venetië (Turken en Perzen vochten toen om Armenië), het als The three princes of Serendip.
Armeno’s novelle sprak velen aan. Eind 16de eeuw werd ze vertaald in het Duits, begin 18de in het Frans en in 1722 in het Engels (The Travels and Adventures of three Princes of Serendip), later volgden Deens en Nederlands. Het boek wordt nog steeds herdrukt en verscheen in 2018 als Engels kinderboek.
.png)
Nederlandse vertaling, 1557 (Wikisource)
In de 18de eeuw waren de Engelse en Franse intelligentsia in de ban van de Oriënt. Het erotische Duizend-en-een-nacht werd vertaald. Montesquieu’s Lettres Persanes werd anoniem gepubliceerd (1721).
Ook Voltaire moet het prinsenverhaal gelezen hebben, getuige Zadig ou la Destinée (1747). De wijze, rijke en genereuze Zadig hoopt gelukkig te worden, maar in Voltaires wereld is geen plaats voor rechtvaardigen. Zadig wordt geconfronteerd met onrecht, waanzinnige vooroordelen, onbetrouwbare mensen en wispelturige dames. Als meester in observatie en interpretatie bewijst hij op een gegeven moment ook diensten aan de koning van Serendip.
Misinterpretatie
Begin 1754 muntte Horace Walpole, een Engels aristocraat, schrijver en verzamelaar van prullaria, het begrip serendipiteit zeer terloops in een brief aan een vriend. Omdat hij toch ‘niets beters te vertellen had’ verwees hij daarbij naar het ‘dwaze sprookje’ van de drie prinsen van Serendip. Walpole omschreef ‘serendipiteit’ op eigenzinnige wijze, namelijk als door ‘toevallige wijsheid’ iets ontdekken wat je niet kende en dus ook niet zocht. Anders dan de prinsen die door schranderheid en vindingrijkheid iets bekends op het spoor komen, benadrukt Walpole de niet-voorbedachte, toevallige natuur van ongekende ontdekkingen. Walpole heeft serendipity nooit meer in geschriften gebruikt. Het begrip bleef begraven in die ene brief in zijn in 1833 gepubliceerde correspondentie. Serendipiteit moest op een ander toeval wachten.
Vruchtbare grond
Nogal wat wetenschappers beseften toen al dat gelukkig toeval een belangrijke rol speelt bij nogal wat ontdekkingen. Michel de Montaigne (16de eeuw) schreef het succes van geneeskunde vooral toe aan geluk. Ook Robert Hooke (17de eeuw), ontdekker van de cel, en Joseph Priestley (18de eeuw), die onder meer zuurstof ontdekte, benadrukten de centrale rol van toeval. Midden 19de eeuw maakte Louis Pasteur duidelijk dat geluk alleen diegenen bevoordeelt die door kennis voorbereid zijn én flexibel genoeg om wat ermee in tegenspraak lijkt toch te onderzoeken. Claude Bernard, grondlegger van de fysiologie en de experimentele geneeskunde, beaamde dit. Het werd een slogan: in de wetenschap bevoordeelt geluk de voorbereide geest. Toevallige observaties bestaan, maar het zijn als zaden die alleen kiemen in vruchtbare grond.
Stil blijven staan bij wat tegen je kennis indruist, is niet meteen iets waar mensen toe geneigd zijn. Integendeel: zijn vaststaande feiten in tegenspraak met onze kennis, dan is dat des te erger voor de feiten. Ingebakken ideeën zijn de grootste hinderpaal voor de experimentele methode.
Eind 19de eeuw dook het begrip serendipiteit toevallig – op ‘serendipische’ wijze – weer op toen Notes and Queries (een Brits tijdschrift voor nieuwsgierige mensen, vol trivialiteiten) het verhaal van de prinsen onjuist weergaf. Een bibliofiele lezer zette dit recht, verwees naar Walpole en nam diens onjuiste interpretatie over.
Stilaan begonnen steeds meer auteurs het begrip te gebruiken en in 1913 werd serendipity opgenomen in de eerste Oxford English Dictionary als ‘de faculteit [het vermogen] om per toeval gelukkige en onverwachte ontdekkingen te doen’.
In de jaren 1950 brak het begrip door in wetenschappelijke middens, vooral in de geneeskunde en farmaceutica. In 1949 al beschreef Alexander Fleming de kronkelige en toevallige wijze waarop hij penicilline had ontdekt en noemde dat serendipiteit.
Het onverwachte verwachten
De Amerikaanse socioloog Robert K. Merton, die per toeval in de Oxford English Dictionary bij ‘serendipity’ uitkwam, schreef in de jaren 1950 samen met Elinor Barber The Travels and Adventures of Serendipity.Van sterke serendipiteit is sprake bij een ontdekking per toeval of wijsheid van waardevolle resultaten terwijl men iets anders zocht. De ontdekking moet bovendien dwars staan op theorieën die bij het begin van het onderzoek niet in vraag werden gesteld en nuttige onderzoeksvragen opleveren die tot een echt relevante ontdekking leiden.
Volgens Pievani is serendipiteit, in sterke of zwakke vorm, alomtegenwoordig in de wetenschap. Een geschikt voorbeeld van de zwakke variant is de uitvinding van velcro door Georges de Mestral, een Zwitsers uitvinder. Tijdens een vakantie in de Alpen in 1951 merkte hij dat bloemen van de klitwortel aan zijn kleding en de haren van zijn hond bleven kleven. Thuisgekomen bekeek hij de bloemen onder de microscoop en zag veel kleine haakjes. Dat bracht hem op het idee twee oppervlakken met elkaar te combineren, het ene met haakjes, het andere met lusjes. Die haken in elkaar en kunnen telkens moeiteloos losgetrokken worden.
Een kleine greep uit de vele vondsten door toeval en oplettendheid: fotosynthese en lachgas (stikstofmonoxide, 1772), het vaccin tegen pokken (1770s), koolzuurgas als verdovend middel (1798), het gommetje (18de eeuw, in het Engels nog steeds ‘rubber’ geheten), daguerreotype (de eerste direct positieve foto, 1838), tal van artificiële kleuren en parfums, dynamiet (1867), sacharine (1884), X-stralen (in 1895, X omdat ze zo mysterieus waren), het verband tussen alvleesklier en diabetes (1889), nylon (1939, een wereldsucces voor dameskousen tot met WO-II nylon ideaal bleek voor parachutes), microgolfoven (1945), talloze antibiotica (onder meer uit rioolwater en afval), cornflakes, pacemaker, post-it, Teflon…
Vermeldenswaard is nog dat de ontdekker van het dynamiet, Alfred Nobel, voorspelde dat de krachtige explosieven tot eeuwige vrede zouden leiden omdat niemand totale vernietiging zou riskeren.
In de astronomie, farmacologie, chemie en geneeskunde is de lijst van toevallige ontdekkingen bijna eindeloos. Soms wordt per toeval ontdekt dat een medicijn voor een specifieke aandoening ook efficiënt werkt tegen een andere kwaal of ongemak. De ontdekking van Dramamine bijvoorbeeld (een middel tegen reisziekte), danken we aan de toevallige observatie van een patiënte dat ze niet meer wagenziek werd als ze toevallig een antihistaminicum had ingenomen. In de jaren 1990 bleek dat een experimenteel medicijn tegen bepaalde hartproblemen niet naar behoren werkte. Het onderzoek werd gestaakt en patiënten die hadden meegewerkt moesten de resterende pillen terugsturen. Mannelijke deelnemers deden alsof hun neus bloedde, en zo kwam men uit bij de eerste erectiepil. Een recent voorbeeld is Ozempic, een medicijn tegen diabetes type 2, dat ook werkt tegen bepaalde vormen van overgewicht.
Vrij onderzoek
Er is er niet één automatische en onfeilbare methode voor wetenschappelijk onderzoek. Vast staat wel dat dergelijk onderzoek niet aan banden gelegd mag worden door economische overwegingen of politieke planning. Wetenschappelijk onderzoek zou bij wijze van spreken anarchistisch moeten zijn om zoveel mogelijk serendipiteit toe te laten. Geprogrammeerd kan ze niet worden, dus moeten we er alles aan doen om de kans erop te vergroten.
Maar mensen zijn bang voor onzekerheid, bannen ze door allerlei regels zoveel mogelijk uit hun leven, het onderwijs, onderzoeksprogramma’s en instellingen. De rol van onzekerheid, de opeenvolging van gelukkige toevalligheden bij een ontdekking, wordt ook vaak door kennis achteraf (hindsight) verdraaid tot iets dat vooraf werd gepland.
Een ontdekking, of ze nu door serendipiteit tot stand komt of niet, is een proces en geen wonderbaarlijke verschijning. Helaas wordt ze vaak op deze manier gepresenteerd, ook door wetenschappers. In wetenschappelijke tijdschriften wordt wetenschap veelal afgeschilderd als inductie (veralgemening op basis van enkele gegevens), terwijl het werk van wetenschappers vol zit met hypothesen, plausibele maar nog te verifiëren verhalen, gedurfde verklaringen, vooroordelen, verbeelding en fouten. ‘De a posteriori verhalen van wetenschappers en hun feestelijke autobiografieën’, gaan dixit Pievani mank aan retrospectieve vereenvoudigingen en het onontkoombare feit dat de afloop van het verhaal gekend is.
De evolutie van wetenschap is niet logisch, maar wordt gedomineerd door toevallige, willekeurige factoren. Volgens Percy Bridgman (Nobelprijs fysica, 1946) komt wetenschap voornamelijk neer op verveling, routine en volharding, tot je op een onverwachte empirische uitkomst stoot die een stroom aan ideeën kan inluiden.
Idealiter
De Amerikaans-Italiaans microbioloog Salvador Luria, Nobelprijs fysiologie of geneeskunde 1969, organiseerde onderzoek door de beste medewerkers te selecteren, hen vrijheid te geven, niet te overstelpen met administratieve taken en het aantal geschillen zoveel mogelijk te beperken. Creativiteit mag ook niet beperkt worden door buitensporige haast of publicatiedruk, door concurrentie, bureaucratie of gratuite specialisaties. Fouten niet wegmoffelen, want ze kunnen van onschatbare waarde zijn, nieuwe inzichten voortbrengen.
Het koste wat kost proberen inpassen van nieuwe kennis in bestaande theorieën met veronachtzaming van onregelmatigheden en afwijkingen is de vijand van serendipiteit. Slechte, aangeleerde en aangekweekte onwetendheid voedt zich doorgaans met zekerheden, simplificaties en slogans. Goede onwetendheid, gebaseerd op het besef dat lang niet alles geweten is, wordt over het algemeen gevoed door twijfels, nieuwsgierigheid en onverwachte ontdekkingen.
Wat nodig is, is een tragere wetenschap, vrij van druk om op korte termijn tot dwangmatige publicaties en resultaten te komen. Serendipiteit bloeit op het terrein van een meer autonome en minder gedisciplineerde wetenschap – ‘één die een beetje vertraagt om ons de tijd te geven ons meer te concentreren op vragen dan op antwoorden’.
‘In de dictatuur van het onmiddellijk, emotioneel en overweldigend heden’, schrijft Pievani, vind je met een snelle google een antwoord op vrijwel alles. Maar het algoritme van zoekmachines is ingesteld op het voorspelbare, op voor de hand liggende verbanden en ook nog eens gebaseerd op je browsegedrag en voordien gemaakte keuzes. Verder en diepergaand inzicht bloeit maar op tijdens langdurige omzwervingen en veel saaie momenten. Het is een vorm van lateraal denken, buiten de lijntjes kleuren, een activiteit die niet op het probleem is toegespitst, vergelijkbaar met het fenomeen dat de naam of het woord dat op het puntje van je tong ligt, pas herinnerd wordt als je er niet meer (krampachtig) aan denkt.
Het onverwachte verwachten
Hoe komt het, vraagt Pievani, dat hoe meer we weten hoe groter het besef dat we weinig weten? Het is alsof een ontdekking door serendipiteit de sfeer van het onbekende verstoort en daardoor enkele ongekende aspecten aan het licht brengt. Serendipiteit, toevallige betekenisvolle ontdekkingen, ‘onthullen iets over de werkelijke dimensies van onze onwetendheid’. Serendipiteit is de dansende kiezelsteen op de vijver van onze onwetendheid.
Wetenschap is geen inventarisatie van feiten maar een creatieve en verkennende activiteit. Elk door haar geopend raam geeft uitzicht op nieuwe gesloten ramen. Vandaar dat met het verstrijken van de tijd het aantal vragen toeneemt in plaats van afneemt.
Wetenschappers proberen het boek van de natuur te ontcijferen, verborgen aspecten te onthullen, maar niemand weet hoeveel pagina’s er nog te lezen zijn. Pievani besluit dat mogelijk alles wat we tot nu toe in het universum hebben bestudeerd en kennen, minder dan vijf procent kan zijn van alles wat bestaat.
Onbewoond eiland, (foto Mackwebber), Rob Scholte museum
John Archibald Wheeler, een Amerikaans natuurkundige die bijdroeg aan de ontwikkeling van de atoombom (die andere uitvinding die oorlog onmogelijk moest maken), goot dit in een mooie metafoor: We leven op een kenniseiland omringd door een zee van onwetendheid. Naarmate ons kenniseiland groeit, krijgt het meer oever, meer raakvlakken met de oceaan van onwetendheid.
Kennis kan alleen maar eindig zijn, onwetendheid is oneindig. Daarom moet kennis telkens weer op de proef gesteld, uitgedaagd worden. Dat is de sisyfusarbeid van wetenschap.
Twee generaties geleden, besluit Pievani zijn begeesterend boek, zou niemand veel hebben voorspeld van wat we de afgelopen vijftig jaar hebben bereikt, van wereldwijd web tot manipulatie van genen. Op dezelfde wijze zullen onze kinderen en kleinkinderen verbazingwekkende en verbijsterende ontdekkingen doen dankzij creativiteit en serendipiteit, zolang ze toelaten verrast te worden en nieuwe inzichten verwelkomen. Nieuwe antwoorden zullen nieuwe vragen met zich meebrengen. Willen we het kennisavontuur voortzetten dan moeten we het onverwachte verwachten.
