ISSN 1989-1938
Espai web patrocinat per:
Revista de pensament musical en V.O.

La ciència del so


Dra. ANA BARJAU I CONDOMINES
· Doctora en Física. Professora Titular del Dep. d’Enginyeria Mecànica de la UPC

Fa uns mesos, l’atzar em va portar a parlar de ciència i de música amb un físic i pianista en un parc de Cambridge. D’aquella conversa va sorgir la idea d’una nova secció a Sonograma Magazine que aportés una visió diferent del fenomen musical: la científica.

Ciència i música no són mons paral·lels, ans al contrari. No només la ciència té molt a dir sobre la música, sinó que la música ha tingut molt a dir sobre la ciència: dos mil anys enrere, música i matemàtiques anaven de la mà, i durant molt de temps la recerca d’harmonia va condicionar la visió científica de l’univers.

La ciència persegueix el coneixement profund del món, un coneixement que s’adquireix mitjançant l’observació i descripció objectiva d’uns fets, l’estudi de la correlació entre ells i la formulació de lleis que els justifiquin. El coneixement d’aquestes lleis permet predir com canviarien els fets si es modifiquessin les condicions en què s’han produït alhora que pot permetre obtenir noves maneres de generar-ne. Però cal començar per seleccionar la col·lecció de fets a estudiar.

El so (no entès com a sensació percebuda per l’oïda sinó com a estímul que genera aquesta sensació) és la matèria primera de qualsevol creació musical. És, per tant, el primer “fet” a incloure en un estudi científic de la música. Tot i que el silenci és també un element fonamental,en tant que absència de so, no pot ser objecte d’estudi científic per si sol.

Fins a finals del segle XIX, però, només els sons als quals es pot assignar un to definit (els que es poden classificar en una escala de greu a agut) es consideren autènticament propis de la música. Així, es distingeix entre “sons musicals” i “sorolls”. Aquesta situació comença a canviar a començaments del segle XX, i avui en dia qualsevol so pot formar part d’una creació musical. No és el so el que és “musical” sinó la seva utilització. És la intervenció de l’ésser humà en la tria (o la creació) i la utilització d’aquest material sonor el que li confereix aquesta qualitat. L’organització dels diversos sons diferencia el fenomen musical del que no ho és.

En l’àmbit científic, organització i aleatorietat són conceptes oposats. En l’àmbit musical, l’aleatorietat no té el mateix significat. En tant que produïda per un ésser humà, la música aleatòria presenta una organització determinada no predictible per a l’oient però sí per a l’intèrpret. Des del punt de vista científic, doncs, la música “aleatòria” és música “organitzada”.

L’organització pressuposa l’aparició d’estructures ordenades (no necessàriament repetitives). Descobrir-les és descobrir les correlacions existents entre els fets que s’observen, i és el pas previ a la formulació de lleis que els regeixin.

Per al cas de la música (que és art en el temps), les estructures ordenades són patrons temporals, i es poden trobar en tres conjunts de “fets”(o nivells) ben diferents: en els sons aïllats, en la combinació dels sons (composició musical) i en la interpretació.

Només en el primer nivell és possible cobrir les tres etapes de la recerca científica: descripció, enunciat de lleis, identificació de causes (instruments mecànics, electrònics, fenòmens naturals…) i predicció. L’Acústica és la ciència dels sons en general, i la part que s’ocupa dels sons afinats és el que tradicionalment s’ha anomenat Acústica Musical.

El so afinat presenta un patró temporal aproximadament repetitiu, i és el ritme de repetició el que s’associa al to. Descriure’n el seu color (timbre), estudiar-ne el seu origen (que, fins fa dos segles, es trobava exclusivament en el moviment de l’aire generat pel moviment vibratori dels instruments musicals), relacionar les característiques dels instruments amb els sons que són capaços de produir, comprendre la interacció de l’instrumentista amb l’instrument… són les diverses fases de l’estudi científic objectiu que condueix al coneixement profund d’aquest tipus de so: en sabem el “com” i el “per què”.

Avui en dia, som capaços de descriure la relació instrument-instrumentista-so mitjançant equacions matemàtiques deterministes (models), i són aquestes equacions les que ens permeten preveure canvis en el so a partir de canvis en l’instrument o en l’acció de l’instrumentista.

En la composició musical, els patrons (que no són repetitius però presenten diversos graus de semblança) poden ser melòdics, harmònics i rítmics (en aquest últim cas el silenci juga amb el mateix dret que el so). Estrictament parlant, ja no és possible estudiar-ne el “per què”, doncs tenen el seu origen en un criteri estètic triat de manera subjectiva pel compositor.  El paper de la ciència és identificar els components regulars i els d’aparença aleatòria (fase de descripció), i descobrir les lleis que s’amaguen al darrere (diferents en cada període musical: gregorià, clàssic, dodecafònic…). Amb aquesta informació, és possible crear algorismes que generin composicions d’estils predeterminats.

En el cas dels patrons harmònics, la ciència pot buscar explicacions objectives que justifiquin el per què de la tria i l’exclusió de certes combinacions de sons. Per al cas de la música tonal occidental fins al segle XIX, per exemple, ha estat capaç de justificar la preferència per certs intervals musicals en front d’altres.

En la interpretació, el fet musical arriba al seu grau de subjectivitat més alt, i això limita l’estudi científic a la identificació de patrons temporals que són, finalment, un retrat de l’intèrpret. Això demana analitzar una gran quantitat de dades, la qual cosa s’insereix dins la tendència actual, cada cop més estesa, de prescindir de models matemàtics deterministes i tractar tots els problemes mitjançant models estadístics.

Però fins i tot quan la ciència aplicada a la música queda reduïda a la descripció de patrons, és possible mesurar aspectes objectius d’aquestes estructures. El seu grau d’ordre i d’aleatorietat (ambdós necessaris per poder crear l’equilibri delicat entre “reconeixement” i “novetat” inherent a qualsevol manifestació artística) es poden quantificar a través de l’aplicació de conceptes fonamentals de la física com “entropia” i “informació”.

L’anàlisi científica es pot estendre fins a incloure l’oient. Els aspectes psicoacústics de la percepció es poden mesurar, i això és una quantificació objectiva de l’efecte de la música en el ser humà. Hi ha estudis sobre la relació entre l’entropia d’una composició musical i la tensió que genera en el receptor, sobre com el nivell d’informació contingut en una composició musical pot afectar la percepció del pas del temps en l’oient, sobre l’establiment de noves connexions neuronals associades a la percepció d’estructures rítmiques particulars…

Passejar-se des dels àtoms sonors fins a les creacions musicals del segle XXI amb una mirada científica és l’objectiu d’aquesta secció. Tot i que el llenguatge propi de la ciència és el matemàtic (doncs és l’únic que pot mantenir-se objectiu i precís),en buscarem d’alternatius que, sense fer perdre el rigor, puguin arribar a un públic ampli de formació no necessàriament científica.

 *  *  *