Zelfs voor wetenschappers is de vraag waar grote ontdekkingen vandaan komen een beetje een mysterie. Jonge biologen leren techniek. Ze leren DNA te sequencen, sedimentkernen te extraheren of chemische verbindingen te onderscheiden. Maar hoe maak je een grote doorbraak, nou, dat is gelijke delen kans en voodoo. Wetenschappers die de ene dag een goed inzicht hebben (en impliciet, althans op dat moment, de ontdekking begrijpen) zullen de volgende keer even snel vervallen in anonimiteit als meer grote ontdekkingen doen.
Een van de klassieke voorbeelden van de onvoorspelbare aard van ontdekking is die van de Schotse zoon van een varkenshouder, Alexander Fleming. Zoals je misschien op school hebt geleerd, hield Fleming een rommelig lab. Hij liet petrischalen, microben en bijna al het andere schommelig achter op zijn laboratoriumbanken, onbezorgd. Op een dag in september 1928 keerde Fleming terug van een reis en vond een soort van een soort die uitgroeide tot een stapel verlaten bacterieculturen en deze vermoordde. De cirkel van goop was een schimmel. Op dat toevallige moment ontdekte Fleming de antibiotische eigenschappen van penicilline, eigenschappen die de wereld zouden veranderen.
Vanwege Fleming en de wetenschappers die zijn ontdekking verder hebben uitgewerkt, zijn miljoenen levens gered. Sommigen van jullie leven dit te lezen vanwege Fleming. Zelfs als je zelf niet gered bent door penicilline of een ander antibioticum, was dat waarschijnlijk een van je voorouders. Zoveel over de erfenis van Fleming is waar. Hij was een gewone man met een buitengewone impact. Wat verkeerd is, is het idee dat zijn ontdekkingen gewoon toeval waren. Er is meer aan het verhaal.
Naast zijn werk als wetenschapper, en ruim voor zijn ontdekking van antibiotica, schilderde Fleming. Hij was lid van de Chelsea Arts Club, waar hij amateuristische aquarellen creëerde. Minder bekend is dat hij ook in een ander medium, levende organismen schilderde. Fleming schilderde ballerina's, huizen, soldaten, moeders die kinderen voeden, stokfiguren vechten en andere scènes met bacteriën. Hij maakte deze schilderijen door microben met verschillende natuurlijke pigmenten te laten groeien op de plaatsen waar hij verschillende kleuren wilde. Hij zou een petrischaaltje vullen met agar, een gelatine-achtige substantie, en vervolgens een draadlab-tool genaamd een lus gebruiken om delen van de plaat met verschillende soorten te inoculeren. De schilderijen waren technisch erg moeilijk om te maken. Fleming moest microben met verschillende pigmenten vinden en vervolgens zijn inentingen zo timen dat de verschillende soorten allemaal tegelijkertijd volgroeiden. Deze werken bestonden alleen zolang er een soort nodig was om in de andere te groeien. Toen dat gebeurde, waren de lijnen tussen bijvoorbeeld een hoed en een gezicht wazig; zo ook de lijnen tussen kunst en wetenschap.
Het is niet duidelijk waarom Fleming microben begon te schilderen; misschien pakte hij op een dag een borstel en merkte dat het voelde als de lus die hij gebruikte voor zijn bacteriën. Of misschien was het te wijten aan de promiscue seksuele voorkeuren van kunstenaars. Fleming werkte in het St. Mary's ziekenhuis in Londen, waar hij syfilisgevallen behandelde. Veel van zijn patiënten waren schilders, en die schilders gaven soms Fleming-schilderijen en misschien zelfs lessen in ruil voor behandeling. Fleming's palet werd rijker met de tijd toen hij bacteriën vond met de kleuren die hij nodig had. Hij vond het leuk om een vreemde nieuwe bacteriestam te ontdekken, zoals een veldbioloog hetzelfde zou kunnen voelen bij het gebeuren met een nieuwe en wonderbaarlijke vogel. Hij verzamelde ongebruikelijke levensvormen in de hoop dat een van hen ooit nuttig zou blijken te zijn.
Fleming was een autodidactische kunstenaar; hij had geen echte artistieke opleiding en dus schilderde hij wat hem overkwam. De schilderijen hadden weinig dimensie of nuance en hadden toch een kracht, versterkt door de realiteit dat ze in feite leefden. Terwijl iemand op de schilderijen ademde, ademden ze terug.
De schilderijen van microbiële kunst van Alexander Fleming waren technisch zeer moeilijk te maken. Hij moest microben met verschillende pigmenten vinden en vervolgens zijn inenting zo timen dat de verschillende soorten allemaal tegelijkertijd volgroeiden. (Alexander Fleming Laboratory Museum (Imperial College Healthcare NHs Trust)) 
Het is niet duidelijk waarom Fleming microben begon te schilderen. Hij was autodidact en schilderde wat hem overkwam. (Alexander Fleming Laboratory Museum (Imperial College Healthcare NHs Trust)) 
Ruim voor zijn ontdekking van penicilline was Fleming lid van de Chelsea Arts Club. (Corbis) Je zou deze schilderijen kunnen zien als een zoveelste manifestatie van de vreemde manieren waarop wetenschappers geobsedeerd raken (biologen hebben meer dan een behoorlijk deel van eigenzinnige hobby's - miniatuurtreinen, grafsteenfotografie, gebroken glascollecties). Maar nu wetenschappers het verhaal van Fleming zijn gaan heroverwegen, is het duidelijk geworden dat deze kleine schilderijen meer waren dan kunst.
Op die noodlottige ochtend ontdekte Fleming eigenlijk een versie van een van zijn schilderijen. Elk van de kolonies van Staphylococci-bacteriën die hij op de plaat had geïnoculeerd, was uitgegroeid tot een kleine vorm die leek op een planeet of een ster in een nachtelijke hemel. Maar daar tussen zijn wilde planeten was iets anders, een groter, lichter lichaam aan de bovenkant van de schaal, de Penicillium-schimmel. Daar omheen was de lucht donker, waar de bacteriën stierven. Het was zijn meesterwerk, zijn 'rijzende zon', het schilderij dat meer levens zou redden dan elke andere ontdekking.
Fleming's ontdekking van de effecten van penicilline, de stof die door de schimmel wordt geproduceerd, was een functie van zijn oog voor het zeldzame, het oog van een kunstenaar. Andere wetenschappers hadden ongetwijfeld Penicillium zien groeien op hun petrischalen voor Fleming, maar ze hadden die gerechten weggegooid als mislukkingen (in feite hadden zowel de Chinese als de Griekse geneeskunde schimmel al duizenden jaren lokaal gebruikt om bacteriële infecties te behandelen). Niet zo voor Fleming, die zijn leven lang op zoek was naar uitbijters en de situaties die hen bevielen. De uitschieters waren geen gelukkige ongelukken. In plaats daarvan waren ze voor Fleming de levende kunst van het ontdekken.
Zijn ontdekking van penicilline was ook geen uitzondering. Zijn andere ontdekkingen verzamelden zich terwijl hij andere vreemde waarnemingen verzamelde. Fleming hing op een dag zijn neus boven een petrischaaltje zodat zijn slijm op het bord kon druppelen. Hij wilde zien wat er zou gebeuren, welke observatie zou voortkomen uit die vreemde beplanting. Een nieuwe kleur? Een nieuwe levensvorm? Wat hij in plaats daarvan vond, was dat zijn slijm bacteriën doodde. Hij had lysozyme ontdekt, of hij zou er toch mee doorgaan, een veel voorkomend natuurlijk antibioticum dat de meeste lichamen in grote hoeveelheden produceren. Fleming sprong op het ongewone als een wezel op een woelmuis en ontdekte daarmee wat anderen precies voorbij waren gelopen of zelfs, walgend, in de prullenbak hadden gegooid.
De bacterieschilderijen van Fleming hebben veel nakomelingen. Een groep moderne schilders gebruikt bacteriën om allerlei afbeeldingen te maken. Gloeiende bacteriën worden gebruikt als een wetenschappelijk hulpmiddel. De belangrijkste afstammeling van de artistieke methoden van Fleming zijn echter de duizenden moderne wetenschappers die, net als Fleming, ontdekkingen doen door te zoeken naar het ongewone. Je zult ze vinden met hun rommelige labs en ogen voor eigenaardigheden. Ze vervelen zich door experimenten die werken en geven de voorkeur aan experimenten die dat niet doen, experimenten waarvan de resultaten helemaal nergens op slaan. Op die momenten denken ze soms dat ze iets heel belangrijks hebben gevonden. Meestal hebben ze ongelijk, maar zo nu en dan hebben ze gelijk, en ons begrip van de wereld springt vooruit. Op dergelijke momenten geeft de voorbereide geest de voorkeur aan het toeval in plaats van andersom.
