Vitenskapens største lykketreff — fra feil til gjennombrudd

Da lykken traff vitenskapen

Vitenskapens største hemmelighet ligger ikke i formler eller geniale intuisjoner. Den ligger i det vitenskapen lærer oss å frykte: feilslutninger og uventede observasjoner. Alexander Fleming glemte en dyrket bakteriekultur på labbordet før han reiste på ferie sommeren 1928. Da han kom tilbake til St. Mary's Hospital i London en måned senere, var kulturen begrodd med en grønn muggsopp. I stedet for å kaste den, merket Fleming at bakteriene rundt muggen hadde dør. Han isolerte soppen, identifiserte den som Penicillium notatum, og oppdaget at den hadde antibiotiske egenskaper. Penicillin var født fra det som burde vært en rutinemessig laboratoriekleansing.

Historien gjentar seg. Wilhelm Röntgen undersøkte katodestråler i 1895 da han merket at strålingen trådde gjennom papir som skulle blokkert den. Han kalte dem for ukjent stråling — «X-stråler» — og endret medisinens og fysikkens historie. Pierre og Marie Curie fant radioaktivitet fordi en fotografiplate viste et mønster de ikke hadde søkt etter. Spencer Silver hos 3M forsøkte å lage en sterk lim da han oppfant en svak — som senere ble til Post-it-lappene. For gründere, innovatører og fagfolk som arbeider med forskning, handler disse historiene ikke om flaks. De handler om at størrelsen på gjennombruddet ofte ikke korrelerer med om det var planlagt.

Penicillin fra en glemt petri-dish

Alexander Fleming hadde ikke planlagt å endre medisinens historie i 1928, men han hadde planlagt å ta sommerferie. Fleming arbeidet ved St. Mary's Hospital i London, hvor han hadde tilgang til moderne laboratorieoppstilling og kollegaer som verdsatte hans nysgerrighet. I juli dro han fra laboratoriet sitt med dyrket bakteriekulturer etterlatt på arbeidsbordene. I dag ville det være skandale. På den tiden var det normalitet — ikke alle laboratorier hadde kjøleskap, og folk reiste.

Da Fleming vendte tilbake i september, var flere av platåene hans helt begrodd. I stedet for å være frustrert, observerte han nøye. Der muggsoppen hadde vokst, var det en klar halo rundt den hvor bakteriene hadde dør. Fleming noterte observasjonen, isolerte soppen, og identifiserte den som Penicillium notatum. Han publiserte funnene sine i 1929 i enjournal kalt British Journal of Experimental Pathology. Arbeidet hans fikk minimal oppmerksomhet.

Det som gjorde Fleming verdensberømt, var ikke oppdagelsen alene. Det var at han etterfulgte den. I 1939, ti år senere, møtte Fleming Howard Florey og Ernst Boris Chain ved Oxford University, som også arbeidet med antibiotika. De leste Flemings gamle publikasjon, isolerte penicillin på nytt, og gjennomførte kliniske forsøk. Under andre verdenskrig produserte allierte krefter penicillin i masseproduksjon. Millioner av menneskeliv ble reddet av Fleming's observasjon av en glemt petri-dish, og Floreys og Chains villighet til å bygge videre på den.

Røntgenstråler som ingen søkte etter

Wilhelm Röntgen var en metodisk forsker ved Universitetet i Würzburg, og hans arbeid med katodestråler var nøkternt — hvis det noen gang var forskning. I november 1895 arbeidet han med elektronbjelker i vakuumrør, som var standardprosedyre innen fysikken på den tiden. Han forventet bestemte resultater basert på hva han allerede visste. Så merket han at noe uventet skjedde.

Røntgen observerte at strålingen fra katodene produserte energi som trådde gjennom papir, kartonger, og andre materialer som skulle være opake. I stedet for å anta at aparaturen hans var ødelagt, utførte han systematiske tester. Han holdt ulike materialer mellom strålekilden og en fluorescerende skjerm, og dokumenterte nøye hva som trådde gjennom og hva som ikke gjorde det. Han kalte dem «X-stråler» fordi han ikke visste hva de var — X som det ukjente. Samme året mottok han Nobelprisen i fysikk.

I dag brukes røntgenstråler på tusenvis av måter, fra medisinsk diagnostikk til industriell inspeksjon. Men Röntgen hadde ikke søkt etter dem. Han hadde søkt etter andre fenomener innen katodestrålefysikk. Røntgenstråler var et «avfall» fra eksperimentet hans, noe som ikke stemte med teorien. Og det som skilte Röntgen fra tusenvis av andre forskere som også arbeidet med katodestråler på samme tid, var at han stoppet opp og spurte: «Hva er dette egentlig?» I stedet for å ignorere det uventede som støy.

Serendipitet i tall

Hvor stor rolle har serendipitet spilt i vitenskapens historie? Tallene taler sitt klare språk.

Kristian Birkeland og nordlysforskningen

Norge har sitt eget eventyr innen serendipity-driven forskning. Kristian Birkeland, som levde fra 1867 til 1917, var en norsk fysiker og ingeniør fascinert av nordlyset. Det var ikke nordlyset i seg selv som var oppdagelsen — nordlyset var kjent siden mennesket først så opp mot himmelen. Men Birkeland var villig til å møte fenomenet med nysgerrighet og systematisk eksperimentering.

Birkeland bygget det han kalte en «terrella» — en liten jordmodell med magneter, belyste av elektronbjelker for å simulere solens påvirkning på jordens magnetfelt. Gjennom tusenvis av timer med eksperimenter kombinert med direkte observasjoner av det faktiske nordlyset fra Nord-Norge — fra observatorier på Haldde ved Tromsø — skjønte Birkeland noe fundamentalt: nordlyset var ikke en naturkraft som bare var daar. Det var fysikk. Det var elektrisk ladede partikler fra solen som møtte jordens magnetfelt og ble avbøyd langs magnetlinjene.

Birkeland hadde ikke funnet en «feil» som ble til oppdagelse. Han hadde systematisk søkt etter forklaringen på nordlyset, og funnet den gjennom eksperiment og observasjon. Men det som gjorde hans arbeid viktig, var at han var villig til å utfordre alle som sa at nordlyset var for komplisert å forstå, eller at det var ren naturkraft. Birkeland viste at det var realfysikk. Hans teorier ble fullt bekreftet i 1960-tallet da satellitter kunne måle magnetosfæren direkte. I dag kalles fenomenet «Birkeland-strømmene» etter ham.

Da en fotografiplate fortalte en ny historie

Pierre og Maria Curie arbeidet med fotografiering av mineraler i Paris på slutten av 1890-tallet, i kjelleren til sitt laboratorium. De forventet å kartlegge hvordan ulike mineraler reagerte på lys. En dag observerte de noe uventet: en fotografiplate som skulle være ueksponert, viste tydelige tegn på stråling. Mineraler var strålende uten å være eksponert for lys. I stedet for å anta at det var en feil i prosedyren deres, stilte de det riktige spørsmålet: Hva produserer denne strålingen?

Maria Curie, som var den som virkelig drev forskningen framover, isolerte uranen som kilden. Men intensiteten av strålingen var langt høyere enn isolert uran kunne forklare. Hun konkluderte at det måtte eksistere nye elementer som var mer radioaktive. For det som fulgte, arbeider hun og Pierre gjennom tonnevis med uranmalm, og isolerte gradvis polonium og radium. Arbeidet deres var monotont og fysisk utmattende — de kløbet malm, kokte den, filtrerte det, destillerte det, og gjentok prosessen.

Både Pierre og Maria mottok Nobelprisen i fysikk i 1903 for sitt arbeid, og Maria mottok en annen Nobelprisen i kjemi i 1911 for isolasjonen av rent radium. Radioaktiviteten var ikke en «feil» som skulle korrigeres. Den var en dør som skulle åpnes, og Curies åpnet den fordi de ikke aksepterte «det er bare kontaminasjon» som svar. I stedet sa de: «La oss forstå dette.» Deres arbeid ga oss medisinsk behandling, energi, og det mest klare beviset på at verdens viktigste oppdagelser ofte kommer når noen erkjenner betydningen av det uventede.

Mikrobølgeovnen født av smeltet sjokolade

Percy Spencer var ingeniør hos Raytheon under andre verdenskrig, og arbeidet med magnetroner — kraftige elektronrør som produserte mikrobølger brukt i radarutstyr. I 1945 merket Spencer at sjokoladestykket han hadde i lommen hadde smeltet betydelig under arbeid med en aktiv magnetron. For de fleste ville det vært en irritasjon. For Spencer var det en observasjon.

Spencer eksperimenterte ved å holde popcorn nær magnetronen — det begynte å poppe. Han holdt et egg nær den — det eksploderte. Han hadde oppdaget at elektromagnetisk stråling kunne oppvarme mat. I stedet for å bare rapportere «vår radarutstyr har effektvisningsegenskaper», identifiserte Spencer et helt nytt bruksområde. Raytheon patenterte teknologien i 1945, og første kommersielle mikrobølgeovn ble introdusert på 1960-tallet. Den var stor som en små kjøkkenbordet, kostet omkring 5000 amerikanske dollar, og het «Radarange».

I dag har omkring 90 prosent av amerikanske husstander en mikrobølgeovn, og det samme gjelder omkring 70 prosent av norske husstander. Industrien er verdt omkring 20 milliarder dollar årlig. Alt av dette oppstod fordi noen merket at sjokoladen hadde smeltet, og hadde nysgerrighet nok til å teste hypotesen. Spencer kunne ha skiftet ut apparatet og sagt at det var en malfunction. I stedet valgte han å spørre: «Hva kan jeg bruke dette til?»

Norske medisiner født fra eksperimentfeil

Norge har ikke bare sittet som tilskuer på serendipity-vitenskapens scene. Norske forskere har vært aktivt med på å drive fram oppdagelser som oppstod fra uventet observasjon. En mindre kjent, men viktig, norsk vitenskapelig aventyr handler om bruddbehandling og implantater. På 1950-tallet arbeidet norske ortopeder, spesielt ved Universitetet i Oslo, intensivt med hvordan man kunne behandle komplekse brudd som skulle vanselig helme.

Gjennom en kombinasjon av eksperimenter med ulike materialer og nøye klinisk observasjon, merket de at titanium hadde noe særegent. Når titanium ble plassert mot ben eller annen biosvev, skjedde det noe uventet: kroppen aksialiserte det ikke som en fremmed kropp. I stedet vokste beinet rundt titanium på en måte som var biologisk harmonisk. Dette fenomenet, kalt «osseointegration», ble oppdaget ikke gjennom en åkkenliggende ekspedisjon, men gjennom observasjon av hva som faktisk skjedde i operasjonene.

Denne observasjonen la grunnlaget for moderne implantater — alt fra hofteprotester til tanntimplantater. Implantater er i dag en industri verdt omkring 30 milliarder dollar årlig globalt, og norsk forskning var på begynnelsen av det. Norske ortopeder fulgte opp observasjonen, gjennomførte systematiske undersøkelser, og i dag er Norge hjem for flere av verdens ledende medisin-teknologi-firmaer som bygger på nettopp denne grunnleggende nysgerrigheten: hva hvis kroppen kunne integrere kunstige materialer på en naturlig måte?

Serendipiteten som innovasjonsstrategi

Om serendipitet skal bli en faktisk innovasjonsstrategi, ikke bare en vakker historie, kreves det tre konkrete ting. For det første trengs nysgjerrighet — ikke den abstrakte ideen om nysgjerrighet, men faktisk, konkret, praksis av å spørre «hvorfor?» når noe ikke oppfører seg som forventet. Fleming kunne ikke ha oppdaget penicillin hvis han hadde sagt «Den er ødelagt, jeg kaster den» og gått videre. I stedet stoppet han opp og sa: «Hva er dette?»

For det andre trengs dokumentasjon. En dårlig dokumentert «feil» er bare en feil som vil gjenta seg i morgen. Fleming dokumenterte nøye hvilke bakterier som døde, hvor muggen vokste, hvordan soppen så ut. Han skrev det ned. Han publiserte det. Dokumentasjon er det som gjør en tilfeldig observasjon til en vitenskapelig funn som andre kan bygge på. Uten dokumentasjon ville Floreys og Chains arbeid 10 år senere ikke ha vært mulig.

For det tredje trengs det mot til å følge opp ukonvensjonelle funn. En forsker som finner noe uventet må være villig til å stanse sitt opprinnelige prosjekt og begynne på nytt hvis nødvendig. I dag, når forskere jobber under press om publikasjoner og sitattall, kan det å forfølge «feil» virke som tidssluk. Men det er verdien av det — millioner av menneskeliv i penicillins tilfelle — som gjør det verd det. Institusjonene må gi rom for dette.

Hva gjør disse feilslutningene så verdifulle?

De største vitenskapelige funn som oppstod fra feil hadde flere fellesnevnere. Her er det som gjør serendipiteten faktisk verdifull:

• Klar observasjon: Resultatet måtte være så opplagt at det var umulig å ignorere det. Fleming så faktisk at bakteriene rundt muggen hadde dør. Röntgen kunne faktisk se at strålingen trådde gjennom papir. Spencer så faktisk at eggene eksploderte.
• Nysgjerrighet istedenfor irritasjon: I stedet for å anklage laboratoriet, utstyret eller seg selv for dårlig planlegging, stilte forskerne spørsmål. De lette etter forklaringer. De var åpne for muligheten om at noe virkelig nytt hadde skjedd.
• Dedikasjon til oppfølging: Penicillin ble ikke til livredende medisin på en dag. Fleming identifiserte det i 1928, men det tok ni år før Florey og Chain utviklet det. Radarange-ovnen oppfant Spencer i 1945, men det tok femten år før det ble kommersialisert. Tålmodighet og dedikasjon er kritisk.
• Vitenskapelig åpenhet: Hvis Fleming hadde holdt oppdagelsen hemmeleg, ville verden ikke ha fått penicillin. Vitenskapelig åpenhet — å dele resultatene med kollegaer og publisere dem — gjorde det mulig for andre å bygge videre.
• Frihet til å være «uproduktiv»: Omkring halvparten av Fleming's verdsatte arbeid var funn som ikke var planlagt. Hans institusjon tillot ham tid til å utforske merkelige resultater, ikke bare å følge det som stod på budsjettprosjektet hans.
• Toleranse for risiko: Hver gang en forsker valgte å følge opp en uventet funn, risikerte de at det skulle bli til ingenting — at tiden skulle være bortkastet. Vitenskapssamfunnet måtte tolerere denne risikoen for at oppdagelsene skulle kunne skje.
• Tverrfaglig og kollegial dialog: Mange gjennombruddshistorier avslører at oppdageren konsulterte kollegaer fra andre fagfelt. Fleming diskuterte med mikrobiologer. Röntgen diskuterte med andre fysikere. Dialogue over faggrensene var avgjørende.

Norsk forskning i dag

Hva investerer Norge i forskning, og hvordan står vi i forhold til serendipitet-driven innovasjon?

Hva gründere kan lære fra vitenskapens lykketreff

For gründere og entreprenører som arbeider med innovasjon og produktutvikling, er det en direkte linje fra Flemings observasjon til hvordan man skal bygge en vellykket startup. Mange av de mest vellykkede startups oppstod fordi grunnleggerne observerte at kundene brukte produktet på helt uventede måter — og var villige til å justere kursen. Slack ble ikke designet som et kommunikasjonsverktøy. Det oppstod som et internt verktøy som et team brukte for å dele filer, og deretter oppdaget de at folk ville bruke det for chat. Twitter var ikke en status-update-app — det var et eksperiment som ble til en platform fordi folk brukte den som en slags åpen megafon.

Hvis du bygger en app, og brukerne av en uforventet grunn bruker den til å gjøre noe helt annet enn det du hadde planlagt, da har du det samme valget som Fleming hadde. Du kan betrakte brukerens handling som en «feil» i markedsforståelsen din — som et tegn på at du ikke hadde forstått markedet riktig — eller du kan betrakte det som en observasjon. Du kan bli stiv i din opprinnelige plan, eller du kan være fleksibel nok til å følge det som brukerne faktisk trenger.

Serendipitet i forretningssammenheng betyr å ha systemer på plass som gjør det mulig å oppdage disse uforventede bruksscenarioene raskt. Det betyr å høre på kundene, å analysere brukerdata, å være åpen for at markedet kan fortelle deg noe du ikke hadde regnet med. Det betyr også å ha frihet nok til å eksperimentere og iterere raskt, uten at hver test må fullstendig rettferdiggjøres på forhånd.

Norges muligheter framover

Norge er unikt posisjonert for å bli en verden-leder innen serendipity-driven innovasjon — dersom vi gjør de riktige valgene. Norske universiteter og forskningsmiljøer er små nok til å være fleksible og rask-reagerende, men store nok til å ha ressursene som kreves. Norsk industri og finansverdenen har en tradisjon for å ta lange sjanser. Oljedommen ble mulig fordi Norge var villig til å investere i teknologi som kunne ha mislyktes totalt. Denne risikoviljen er en styrke vi ikke bør miste.

Det første steget er å anerkjenne at ikke alle gode FoU-prosjekter kan eller bør planlegges på forhånd. Om vi ønsker at norske forskere skal gjøre de neste store oppdagelsene, må vi gi dem tid og ressurser til å forfølge merkelige resultater, selv når disse resultatene avviker fra den opprinnelige planen. Det betyr at finansiering av forskning må ha rom for såkalte «high risk, high reward» prosjekter som kan feile, men som hvis de lykkes, kan endre bransjer eller sivilisasjonen.

For det andre må Norge bygge infrastruktur for rask innovasjon og kommersialisering. Hvor raskt kan en forsker gå fra oppdagelse til kommersielt produkt? I Silicon Valley handler det ofte om måneder. I Norge handler det gjerne om år, og noen ganger årtier. Dette skyldes delvis byråkrati, og delvis mangel på risikokapital villig til å satse på tidlig fase-forskning. Hvis Norge skal kapitalisere på serendipiteten som oppstår fra forskningen vår, må vi redusere tiden fra lab til marked.

Dine første steg — hvordan du bruker serendipitet

Hvis du er forsker eller akademiker, og du støter på noe som ikke stemmer helt med det du forventet, stans opp. Dokumenter det nøye. Konsulter kollegaer fra ditt felt og gjerne fra andre felt også. Spør litt dårskapet spørsmål: Hva er dette? Hvorfor oppfører det seg slik? Du kan være så nær en stor oppdagelse som Fleming var da han kom tilbake fra ferie og så den grønne muggen.

Hvis du er gründer eller produktleder, og dine brukere bruker produktet ditt på måter du aldri hadde tenkt på, betrakt det som et signal, ikke som en avvikelse eller feil i designet. Mange av verdens mest verdifulle selskaper oppstod fordi grunnleggerne var villige til å høre det markedet var å si til dem, og fleksible nok til å endre kursen. Det første steget er å etablere systemer som gjør det mulig å «høre» disse signalene — brukertesting, feedback-løkker, data-analyse av hvordan produktet faktisk blir brukt, kundestøttesamtaler.

For alle andre: Vitenskapens største hemmelighet er at innovasjon og oppdagelse ikke er kunststykker reservert for geniene. Det er en naturlig følge av nysgjerrighet, dedikasjon, og vilje til å følge opp det uventede. I dag, når verden trenger løsninger på store problemer — fra klima til helse til energi til kunstig intelligens — blir det kritisk for oss å ikke bare planlegge løsningene, men også være åpne for at løsningene kanskje kommer fra helt uventede hjørner. Slik som de gjorde det for Fleming, Röntgen, Curie og Spencer. Slik som de gjør det for norsk forskning og norsk innovasjon i dag.