Data mining afslører evolutionens skjulte love bag klassisk musik

Musikologer har længe undersøgt, hvordan musikalske stilarter ændrer sig over tid. De kan se, at nye stilarter opstår fra musikalske traditioner, nogle gange ved at kombinere to eller flere stilarter.

Det leder tankerne hen på evolutionsprocessen. Er det muligt, at denne kraftfulde proces har formet det musikalske landskab ved hjælp af de samme velkendte love for transmission, som former det biologiske landskab? Eller er det bare, at musikalsk udvikling er resultatet af komponisters idiosynkratiske adfærd og derfor trodser mere generel karakterisering?

I dag får vi et svar, til dels takket være arbejdet af Eita Nakamura ved Kyoto Universitet og Kunihiko Kaneko ved Universitetet i Tokyo. De har udført en storstilet undersøgelse af vestlig klassisk musik og siger, at den for første gang afslører en række evolutionære love, der virker. Deres resultater har implikationer for forståelsen af ​​andre kulturelle fænomener, såsom udviklingen af ​​sprog, mode og videnskab.

Først lidt baggrund. Evolution er en algoritmisk proces, der anvendes på populationer af individer. Disse individer må adskille sig på en eller anden måde - i udseende eller adfærd, for eksempel. De skal være i stand til at videregive specifikke egenskaber til en ny generation af individer, og de skal eksistere i et miljø, der udvælger bestemte egenskaber, mens de afliver andre. Endelig skal der være en iterationsproces, der gentager disse trin mange gange.

De fine detaljer i denne proces fører til nogle subtile forskelle i den måde, evolutionen foregår på. Når funktioner er vellykkede - som antibiotikaresistens - kan de spredes hurtigt gennem en befolkning på måder, der følger præcise statistiske mønstre.

Og i de senere år, med fremkomsten af ​​store genetiske databaser, er statistikere begyndt at studere disse mønstre og opdage de matematiske evolutionens love, der styrer dem.

Så et interessant spørgsmål er, om den samme tilgang kunne fungere med musik. Nakamura og Kaneko besluttede at finde ud af det ved at studere en database med 9.996 musikalske kompositioner af 76 komponister, der arbejdede i perioden fra 1500 til 1900. Hvert stykke bestod af en MIDI (musikinstrument digital interface) fil, som forskerne forhørte for at producere en ordnet sekvens af pladser og intervallerne mellem dem.

En udfordring med kulturelle fænomener er at finde enheder af arv, der kan spores. I biologi er disse enheder gener, og måden, de spredes gennem populationer, er blevet ligetil at følge.

Men i musik er enheder, der spiller en lignende rolle, meget sværere at definere. Så Nakamura og Kaneko identificerede flere sjældne musikalske begivenheder, såsom udseendet af dissonante intervaller kaldet tritoner, og brugte dem som arveenheder. De undersøgte derefter, hvor ofte disse enheder forekommer, og hvordan de har spredt sig gennem århundreder.

Tritoner er defineret som to toner spillet på samme tid adskilt af tre hele toner. De anses generelt for at være dissonante og er sjældne i musikalske kompositioner fra det 16. århundrede. Men de er blevet mere almindelige med tiden.

Musikologer har længe antaget, at nye kompositioner skal være både nye og forbundet med eksisterende musiktraditioner for at få succes. Så de skal indeholde nye eller sjældne musikalske begivenheder sammen med typiske.

På den måde kan sjældne musikalske begivenheder brede sig. Og det er præcis, hvad der er sket med tritoner. Middelværdien og standardafvigelsen af ​​frekvensen (sandsynligheden) af tritoner steg støt i årene 1500-1900, siger Nakamura og Kaneko.

Men et vigtigt spørgsmål er, om denne spredning er resultatet af en generel transmissionsmekanisme eller individuelle komponisters idiosynkratiske adfærd.

For at finde ud af det, udviklede Nakamura og Kaneko en matematisk model for evolution, der kan skelne mellem disse omstændigheder. Og de siger, at den måde, hvorpå denne frekvens er steget, følger præcise statistiske regler, kaldet en beta-lignende distribution, der styrer transmission.

Det er interessant arbejde, som har vigtige konsekvenser for vores forståelse af den måde, musikken udvikler sig på. Nakamura og Kaneko siger, at deres resultater tyder på, at evolution sker gennem de generelle mekanismer for transmission og valg af kulturel stil. Vi konkluderer, at nogle tendenser i musikkulturen kan formuleres som statistiske evolutionære love snarere end af individuelle komponisters omstændigheder, siger de.

Hvad mere er, kan den samme tilgang bruges til at pirre udviklingen af ​​andre kulturelle fænomener fra hinanden. Balancen mellem nyhed og typiskhed kan være vigtig for andre typer kultur, og den nuværende model kan være nyttig til at analysere ikke kun musikdata, men også andre kulturelle data, siger forskerne.

Forskellige hold ser allerede på sprogets evolutionære dynamik, andre musikgenrer og endda videnskabelige emner. Det bliver interessant at se, hvordan denne form for kulturel udvikling har påvirket videnskab og teknik, og hvor der kan være huller til fremtidigt arbejde.

Ref: arxiv.org/abs/1809.05832 : Statistiske udviklingslove i musikstile

skjule