211service.com
Datamining onthult de verborgen evolutiewetten achter klassieke muziek
Musicologen hebben lang bestudeerd hoe muziekstijlen in de loop van de tijd veranderen. Ze zien dat nieuwe stijlen voortkomen uit muzikale tradities, soms door twee of meer stijlen te combineren.
Dat doet denken aan het evolutieproces. Is het mogelijk dat dit krachtige proces het muzikale landschap heeft gevormd met behulp van dezelfde bekende overdrachtswetten die het biologische landschap vormen? Of is het gewoon dat de muzikale evolutie het resultaat is van het eigenaardige gedrag van componisten en dus een meer algemene karakterisering tart?
Vandaag krijgen we een antwoord, mede dankzij het werk van Eita Nakamura aan de Universiteit van Kyoto en Kunihiko Kaneko aan de Universiteit van Tokyo. Ze hebben een grootschalige studie van westerse klassieke muziek uitgevoerd en zeggen dat het voor het eerst een aantal evolutionaire wetten aan het werk onthult. Hun resultaten hebben implicaties voor het begrip van andere culturele fenomenen, zoals de evolutie van taal, mode en wetenschap.
Eerst wat achtergrond. Evolutie is een algoritmisch proces dat wordt toegepast op populaties van individuen. Deze personen moeten op de een of andere manier van elkaar verschillen, bijvoorbeeld qua uiterlijk of gedrag. Ze moeten specifieke eigenschappen kunnen doorgeven aan een nieuwe generatie individuen, en ze moeten bestaan in een omgeving die op bepaalde eigenschappen selecteert en anderen afmaakt. Ten slotte moet er een iteratieproces zijn dat deze stappen vele malen herhaalt.
De fijne details van dit proces leiden tot enkele subtiele verschillen in de manier waarop evolutie plaatsvindt. Wanneer kenmerken succesvol zijn, zoals antibioticaresistentie, kunnen ze zich snel door een populatie verspreiden op manieren die nauwkeurige statistische patronen volgen.
En in de afgelopen jaren, met de opkomst van grote genetische databases, zijn statistici begonnen deze patronen te bestuderen en de wiskundige evolutiewetten te ontdekken die ze beheersen.
Een interessante vraag is dus of dezelfde aanpak ook zou kunnen werken met muziek. Nakamura en Kaneko besloten daar achter te komen door een database te bestuderen van 9.996 muziekcomposities van 76 componisten die werkzaam waren in de periode 1500 tot 1900. Elk stuk bestond uit een MIDI-bestand (musical instrument digital interface) dat de onderzoekers ondervroegen om een geordende reeks van plaatsen en de intervallen ertussen.
Een uitdaging met culturele fenomenen is om overervingseenheden te vinden die kunnen worden gevolgd. In de biologie zijn deze eenheden genen, en de manier waarop ze zich door populaties verspreiden, is eenvoudig te volgen geworden.
Maar in muziek zijn eenheden die een vergelijkbare rol spelen veel moeilijker te definiëren. Dus identificeerden Nakamura en Kaneko verschillende zeldzame muzikale gebeurtenissen, zoals het verschijnen van dissonante intervallen die tritonen worden genoemd, en gebruikten ze als overervingseenheden. Vervolgens onderzochten ze hoe vaak deze eenheden voorkomen en hoe ze zich door de eeuwen heen hebben verspreid.
Tritonen worden gedefinieerd als twee noten die tegelijkertijd worden gespeeld, gescheiden door drie hele noten. Ze worden over het algemeen als dissonant beschouwd en zijn zeldzaam in muzikale composities uit de 16e eeuw. Maar ze zijn in de loop van de tijd steeds gebruikelijker geworden.
Musicologen hebben lang de hypothese geopperd dat nieuwe composities, om succesvol te zijn, zowel nieuw moeten zijn als verbonden moeten zijn met de bestaande muzikale traditie. Ze moeten dus nieuwe of zeldzame muzikale gebeurtenissen bevatten, samen met typische.
Op deze manier kunnen zeldzame muzikale evenementen zich verspreiden. En dat is precies wat er met tritonen is gebeurd. Het gemiddelde en de standaarddeviatie van de frequentie (waarschijnlijkheid) van tritonen namen in de jaren 1500-1900 gestaag toe, zeggen Nakamura en Kaneko.
Maar een belangrijke vraag is of deze verspreiding het gevolg is van een algemeen transmissiemechanisme of het eigenaardige gedrag van individuele componisten.
Om daar achter te komen, ontwikkelden Nakamura en Kaneko een wiskundig model van evolutie dat onderscheid kan maken tussen deze omstandigheden. En ze zeggen dat de manier waarop deze frequentie is toegenomen, nauwkeurige statistische regels volgt, een bèta-achtige verdeling genaamd, die de transmissie regelt.
Dat is interessant werk dat belangrijke implicaties heeft voor ons begrip van de manier waarop muziek evolueert. Nakamura en Kaneko zeggen dat hun bevindingen suggereren dat evolutie plaatsvindt via de algemene mechanismen van overdracht en selectie van culturele stijlen. We concluderen dat sommige trends in de muziekcultuur kunnen worden geformuleerd als statistische evolutionaire wetten in plaats van door de omstandigheden van individuele componisten, zeggen ze.
Bovendien kan dezelfde benadering worden gebruikt om de evolutie van andere culturele fenomenen uit elkaar te houden. De balans tussen nieuwheid en typischheid kan belangrijk zijn voor andere soorten cultuur, en het huidige model kan nuttig zijn voor het analyseren van niet alleen muziekgegevens, maar ook andere culturele gegevens, aldus de onderzoekers.
Verschillende teams kijken al naar de evolutionaire dynamiek van taal, andere muziekgenres en zelfs wetenschappelijke onderwerpen. Het zal interessant zijn om te zien hoe deze vorm van culturele evolutie wetenschap en techniek heeft beïnvloed en waar lacunes kunnen bestaan voor toekomstig werk.
Referentie: arxiv.org/abs/1809.05832 : Statistische evolutionaire wetten in muziekstijlen