Eksploracja danych ujawnia ukryte prawa ewolucji stojące za muzyką klasyczną

Muzykolodzy od dawna badali, jak style muzyczne zmieniają się w czasie. Widzą, że nowe style wyłaniają się z tradycji muzycznych, czasami łącząc dwa lub więcej stylów.

To przywodzi na myśl proces ewolucji. Czy to możliwe, że ten potężny proces ukształtował muzyczny krajobraz przy użyciu tych samych dobrze znanych praw transmisji, które kształtują krajobraz biologiczny? A może po prostu ewolucja muzyczna jest wynikiem idiosynkratycznego zachowania kompozytorów, a więc wymyka się bardziej ogólnej charakterystyce?

Dziś otrzymujemy odpowiedź, po części dzięki pracy Eity Nakamury z Uniwersytetu w Kioto i Kunihiko Kaneko z Uniwersytetu Tokijskiego. Przeprowadzili zakrojone na szeroką skalę badania zachodniej muzyki klasycznej i twierdzą, że po raz pierwszy ujawnia ona szereg działających praw ewolucyjnych. Ich wyniki mają znaczenie dla zrozumienia innych zjawisk kulturowych, takich jak ewolucja języka, moda i nauka.

Najpierw trochę tła. Ewolucja to proces algorytmiczny stosowany do populacji jednostek. Osoby te muszą się w jakiś sposób różnić – na przykład wyglądem lub zachowaniem. Muszą być w stanie przekazać określone cechy nowemu pokoleniu osobników i muszą istnieć w środowisku, które wybiera pewne cechy, jednocześnie zabijając inne. Wreszcie musi istnieć proces iteracji, który wielokrotnie powtarza te kroki.

Drobne szczegóły tego procesu prowadzą do pewnych subtelnych różnic w sposobie, w jaki zachodzi ewolucja. Gdy cechy są skuteczne — na przykład oporność na antybiotyki — mogą szybko rozprzestrzeniać się w populacji w sposób zgodny z precyzyjnymi wzorcami statystycznymi.

A w ostatnich latach, wraz z pojawieniem się dużych genetycznych baz danych, statystycy zaczęli badać te wzorce i odkrywać rządzące nimi matematyczne prawa ewolucji.

Ciekawym pytaniem jest więc, czy to samo podejście może zadziałać w przypadku muzyki. Nakamura i Kaneko postanowili się tego dowiedzieć, badając bazę danych zawierającą 9996 kompozycji muzycznych 76 kompozytorów pracujących w okresie od 1500 do 1900. Każdy utwór składał się z pliku MIDI (interfejsu cyfrowego instrumentu muzycznego), który badacze przesłuchali w celu utworzenia uporządkowanej sekwencji boiska i odstępy między nimi.

Jednym z wyzwań związanych ze zjawiskami kulturowymi jest znalezienie jednostek dziedziczenia, które można śledzić. W biologii te jednostki są genami, a sposób, w jaki rozprzestrzeniają się w populacjach, stał się prosty do prześledzenia.

Jednak w muzyce znacznie trudniej jest zdefiniować jednostki, które odgrywają podobną rolę. Tak więc Nakamura i Kaneko zidentyfikowali kilka rzadkich zdarzeń muzycznych, takich jak pojawienie się dysonansowych interwałów zwanych trytonami, i wykorzystali je jako jednostki dziedziczenia. Następnie zbadali, jak często te jednostki występują i jak rozprzestrzeniły się na przestrzeni wieków.

Tritones są definiowane jako dwie nuty grane w tym samym czasie, oddzielone trzema pełnymi nutami. Są one powszechnie uważane za dysonansowe i rzadko występują w kompozycjach muzycznych z XVI wieku. Ale z czasem stały się bardziej powszechne.

Muzykolodzy od dawna stawiają hipotezę, że aby nowe kompozycje odniosły sukces, muszą być zarówno nowe, jak i powiązane z istniejącą tradycją muzyczną. Muszą więc zawierać nowe lub rzadkie wydarzenia muzyczne wraz z typowymi.

W ten sposób mogą się rozprzestrzeniać rzadkie wydarzenia muzyczne. I dokładnie to stało się z trytonami. Średnia i odchylenie standardowe częstości (prawdopodobieństwa) trytonów stale rosły w latach 1500–1900, mówią Nakamura i Kaneko.

Ważnym pytaniem jest jednak, czy to rozprzestrzenianie się jest wynikiem ogólnego mechanizmu transmisji, czy też idiosynkratycznego zachowania poszczególnych kompozytorów.

Aby się tego dowiedzieć, Nakamura i Kaneko opracowali matematyczny model ewolucji, który potrafi rozróżnić te okoliczności. Mówią, że sposób, w jaki ta częstotliwość wzrosła, podlega precyzyjnym regułom statystycznym, zwanym rozkładem podobnym do beta, który rządzi transmisją.

To interesująca praca, która ma ważne implikacje dla naszego zrozumienia ewolucji muzyki. Nakamura i Kaneko twierdzą, że ich odkrycia sugerują, że ewolucja zachodzi poprzez ogólne mechanizmy transmisji i selekcji stylu kulturowego. Doszliśmy do wniosku, że niektóre trendy w kulturze muzycznej można sformułować jako statystyczne prawa ewolucyjne, a nie przez okoliczności poszczególnych kompozytorów, mówią.

Co więcej, to samo podejście można wykorzystać do oddzielenia ewolucji innych zjawisk kulturowych. Zdaniem naukowców równowaga między nowością a typowością może być ważna dla innych rodzajów kultury, a obecny model może być przydatny do analizy nie tylko danych muzycznych, ale także innych danych kulturowych.

Różne zespoły już teraz przyglądają się dynamice ewolucji języka, innym gatunkom muzyki, a nawet tematom naukowym. Ciekawie będzie zobaczyć, jak ta forma ewolucji kulturowej wpłynęła na naukę i inżynierię i gdzie mogą istnieć luki w przyszłej pracy.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1809.05832 : Statystyczne prawa ewolucji w stylach muzycznych

ukryć