Wetenschap - 28 september 1995

Eureka!

Eureka!

Fouten en grappen leiden tot ongeplande vondsten

Hoe krijg je een idee waar nog niemand op is gekomen? Moet je daarvoor bijzonder slim zijn en dag en nacht met je onderzoek bezig zijn? Veel fouten, ongelukken en grappen maken tijdens het onderzoek is - als je de verzameling voorbeelden van de Groningse wetenschapper Pek van Andel leest - de weg naar succesvol onderzoek.


In wetenschappelijke artikelen is zelden vermeld hoe de ontdekking werkelijk tot stand is gekomen. De saaie gegevens en methoden suggereren een hoge mate van rationaliteit en planning: een kwestie van hypothesen toetsen en resultaten oogsten. Maar vaak verloopt het onderzoeksproces helemaal niet zo rechtlijnig. Veel onderzoekers bewandelen honderden zijwegen voordat ze uitkomen bij hetgeen is vastgelegd in hun overzichtsartikel en veel onderzoekers doen hun ontdekking zelfs bij toeval.

Dat laatste is serendipiteit: de gave om een ongeplande vondst te doen. Een sterk ondergewaardeerde kant van de wetenschap, zo meent drs N.V. van Andel. Het toevallige wordt zelden beschreven. Pas als ze de Nobelprijs krijgen, durven wetenschappers ervoor uit te komen", hoont hij. Van Andel is medisch onderzoeker bij de Universiteit van Groningen. Hij is al sinds het begin van zijn studietijd gebiologeerd door serendipiteiten.

Inmiddels heeft hij duizend voorbeelden van serendipiteit in de wetenschap en kunst verzameld. Een deel ervan zal verschijnen in het boek The anatomy of serendipity, the art of making unsought findings. Volgens Van Andel is het, voor zover hij weet, een van de grootste verzamelingen die er bestaan. Sommige voorbeelden stammen zelfs uit de zestiende en zeventiende eeuw. Een beetje een uit de hand gelopen hobby. Tegenwoordig moet ik vaker lezingen houden over serendipiteiten dan over mijn vak", zegt de onderzoeker, die enige jaren terug een goedkoop kunsthoornvlies heeft uitgevonden.

Serendipiteit kun je zeker niet beramen of organiseren, zoals de titel van het nog ongepubliceerde manuscript misschien doet vermoeden. Toch zijn er wel patronen te ontdekken in de manier waarop ze plaatsvinden, constateert Van Andel tot zijn eigen verbazing.

Fouten

Zo ontstaan vele vondsten door het maken van fouten. Een geval kwam voor bij Philips. Op een dag kreeg een technicus opdracht barium-ferriet te maken. De chemicus die het onderzoek leidde, had de opdracht echter haastig doorgegeven en maakte een vergissing: hij haalde gram-atomen en grammen door elkaar. Het resultaat was dat er veel te weinig bariumoxide in het produkt zat. Maar de gemaakte stof bleek een bijzondere goede magneet: krachtig, goedkoop en niet elektrisch geleidend. Dit materiaal wordt nog altijd met tonnen gefabriceerd.

Daarnaast, meent Van Andel, zijn ongelukjes een dankbare bron van ontdekkingen. Zo waren onderzoekers van TNO in Zeist en het laboratorium voor kristallografie in Amsterdam begin jaren negentig naarstig op zoek naar de structuur van een signaalstof die aardappelcyste-aaltjes (oorzaak van aardappelmoeheid) activeert. Deze stof wordt uitgescheiden door de wortels van de aardappel en is voor de aaltjes het signaal om in de aanval te gaan. De onderzoekers wilden de stof kunstmatig synthetiseren, zodat ze de aaltjes op een dwaalspoor konden brengen. Met geen enkele techniek was opheldering van de molecuulstructuur te krijgen, totdat een haar in een NMR-apparaat viel. Onmiddellijk hechtten zich kristallen van de stof aan het haaroppervlak en werd de structuur duidelijk.

De grap is misschien nog wel de verrassendste aanleiding voor serendiepe ontdekking. Neem grappen serieus; grote kans dat je bij toeval iets moois ontdekt", zegt Van Andel. In grappen worden vaak absurde verbanden gelegd. De basis voor een verrassende ontdekking."

Zelf spotte hij met civiel ingenieur J.W. Boehmer over de verhoging van de dijken in Nederland en de Betuwelijn. Van Andel vroeg aan Boehmer of er geen alternatief voor was. Verlaag de rivieren", zei Boehmer. Van Andel, die dacht dat Boehmer een grap maakte, antwoordde: Dan kunnen we er gelijk een tunnel voor de trein in laten zinken." Het plan Rhine-lijn was geboren. Later heeft een officiele commissie het plan op zijn merites beoordeeld.

Onderbreking

Zo heeft Van Andel nog zeventien andere patronen gevonden volgens welke ongezochte vondsten worden gedaan: een vreemde waarneming, associaties met andere gebeurtenissen, de verkeerde hypothese, de onderbreking van werk, et cetera. Deze serendipiteitspatronen kunnen misschien helpen in het verwachten van het onverwachte of het vinden van het ongezochte, formuleert Van Andel cryptisch.

Nu lijkt het net of het doen van vondsten een kwestie is van wat aanrommelen in het onderzoek en wachten tot er iets raars gebeurt. Dit is geenszins het geval. Al deze vondsten hadden natuurlijk nooit plaatsgevonden als de betreffende onderzoeker niet duidelijk op zoek was geweest en als hij niet zeer goed op de hoogte was van zijn vakgebied. Een leek zou niet eens zien dat er iets uitzonderlijks gebeurt. Daarom moet een onderzoeker goed zijn opgeleid, wil hij uberhaupt een serendipiteuse vondst doen. Hij moet het in de context van zijn vakgebied kunnen plaatsen. Maar iemand met gevoel voor serendipiteit laat zien daarnaast ook makkelijk afleiden. Rechtlijnigheid hoort daar niet bij. De promovendus of student die precies gaat uitvoeren wat hij bij aanvang in zijn werkplan heeft opgeschreven, zal geen verrassende resultaten krijgen, voorspelt Van Andel.

Vrijdagmiddag

Daarnaast moet de onderzoeker niet met een kogel schieten, maar met hagel. Voor een vondst moet je naast de hoofdsnelweg van je onderzoek ook de mogelijkheid en de tijd hebben in de berm te gaan wroeten. De welbekende vrijdagmiddagexperimenten. Hoe meer experimenten, hoe beter. Toen Rontgen iets geks in zijn laboratorium-experimenten vond, heeft hij zes weken niets anders gedaan dan uitzoeken wat die onbekende X-straling was. Het bleek de nu bekende rontgenstraling."

Voor dergelijke zoektochten is steeds minder ruimte, gelet op de cultuur die onderwijsminister Ritzen opdringt aan de universiteiten. Door de geprogrammeerde financiering is de onderzoeker gedwongen in de hoofdstroom te blijven. En dat is de dood in de pot." Maar later relativeert hij dat weer. Promovendi die in vier jaar klaar moeten zijn, moeten hun nevenvondsten oppoetsen. De kans is aanwezig dat daar iets interessants bij zit."

In ieder geval toont het manuscript aan dat serendipiteit een niet te negeren rol speelt in wetenschap, stelt Van Andel. Systematisch onderzoek en serendipiteit sluiten elkaar niet uit, maar complementeren of versterken elkaar. Houd een oog open voor gewone vondsten en een oog voor serendipiteiten. Dan wordt je een begenadigd onderzoeker."

Re:ageer