Музыка электронная

Музыка электронная

Музыкальное произведение, 
созданное электронно-вычислительной 
машиной по программе, описывающей 
требования к заданному произведению. 

Композитор без слуха

Знакомство с "электронными композиторами" начнем с перечня некоторых наиболее "знаменитых" их произведений.

К ним относится "Сюита Иллиак" для струнного оркестра, написанная вычислительной машиной Иллинойского университета (США).

Четыре тысячи песенок под общим названием "Кнопка Берта" наци-сала машина калифорнийской фирмы "Дадатрон".

Не отстала от своих "коллег" и машина Гарвардского университета, которая тоже пробует силы в сочинении популярных песенок. Ученые, которые с ней работают, не дали названия машинным творениям. Возможно, их смутил странный "творческий почерк" машины, когда одна песенка сразу же, никого "не предупредив", переходит в другую.

В отличном от своих зарубежных коллег стиле работает наш электронно-вычислительный "Урал". На этой машине написано уже немало музыкальных пьес, известных под названием "Уральские напевы".

Да, электронно-вычислительные машины пишут музыку. Как же они это делают? Разве они что-то понимают в сложных законах комгЬзи-ции? Неужели они могут обладать музыкальными способностями?

Все эти вопросы вполне закономерны. Попробуем в них разобраться. Начнем с последнего, с музыкальных способностей.

Оказывается, подчас сочинять музыку можно и... немузыкальными средствами. Тогда музыкальные способности, выходит, не очень нужны...

Два века назад, в 1751 году, английский музыкант Уильям Гейс написал сатирическое руководство "Искусство сочинять музыку исключительно новым способом, пригодным для самых захудалых талантов". Средствами приведения в действие этого руководства были жесткая щетка, которую надо обмакнуть в чернила, и самый обыкновенный па-

лец, которым следовало провести по щетке, чтобы чернила разбрызгались по нотной бумаге. Полученные кляксы претендовали на роль нот. К ним оставалось только добавлять тактовые черты, штрихи и прочие знаки, чтобы "сочинение" считалось законченным.

Несколько позже, в 1757 году, в Германии было издано другое руководство - опять-таки для сочинения музыки немузыкальными средствами. Автор его Кирнбергер. А называлось оно "Руководство к сочинению полонезов и менуэтов с помощью игральных костей".

Это руководство, в отличие от первого, было вполне серьезным. Автор составил даже специальную таблицу - нотный план. Она состояла из шести занумерованных колонок и восьми строк. Возле каждой колонки стояла цифра, соответствующая одной из цифр на грани кости. А каждой строке соответствовал такт сочинения. В клетке таблицы автор записывал какую-то сочиненную им комбинацию нот. Бросание игральной кости давало случайное число от 1 до 6. Допустим, выпадала цифра 4. Тогда в клетке на пересечении колонки с номером 4 и первой строки (первого такта) находили комбинацию нот, которая и считалась первым тактом менуэта. Потом кости бросали еще и еще. До самого последнего, восьмого, такта - тогда менуэт считался законченным.

Вальс, сочиненный Моцартом с помощью игральных костей

В 1793 году "Руководство, как при помощи двух игральных костей сочинять вальсы, не имея ни малейшего представления о музыке и композиции", написал Моцарт. Здесь опять "таблица чисел", где записаны ноты, и случайный подбор нот, записанных в клетках таблицы.

А разве машина не может "бросать кости" - выбирать числа из таблицы? Безусловно может, и делает это куда более быстро, нежели человек. Именно таким способом на одной из электронно-вычислительных машин подвергли обработке 37 гимнов, которые для нее были своего рода "таблицей чисел". Машина на их основе 6 тысяч раз "бросала кости". В результате было получено 600 новых гимнов. Правда, машина не стеснялась брать целые куски из одного гимна, реже из двух, трех. Такое "творчество", конечно, вряд ли можно назвать творчеством.

Как ни парадоксально, наиболее приемлемым для машины оказался метод Гейса - с помощью щетки и чернил, - но существенно усовершенствованный: ненужные кляксы-лоты разрешается зачеркивать.

Если машина будет действовать по этому принципу, то ее "память" надо снабдить хаосом звуков, из которого она по математическим правилам начнет выбирать нужные звуковые сочетания. Как вы уже догадались, и "хаос звуков", и звуковые сочетания в машине представлены в виде чисел. И конечно, для этого нужна очень строгая программа.

Но что же из этого получается? Разве нужна кому-нибудь такая примитивная музыкальная компиляция? Компиляция не нужна и не интересна. Однако есть и такие работы, которые признаны серьезными и от которых можно многого ожидать.

Именно к таким работам специалисты относят "Уральские напевы". Они интересны тем, что это попытка конструировать не только аккорды, как это обычно делалось, но и очень важную часть музыки - мелодию. Автор нового метода - советский ученый Р. X. Зарипов. Вот в чем суть его метода, изложенного в весьма солидном и уважаемом издании - в "Докладах Академии наук СССР", в работе "Об алгоритмическом описании процесса сочинения музыки".

Р. X. Зарипову, математику и музыканту, пришлось сразу же приспосабливаться к своему электронному "партнеру" - машине "Урал", поскольку любая машина решает лишь задачи, описанные математически, те, для которых существует алгоритм - неумолимое руководство к действию.

Значит, прежде всего надо в виде математических формул и логических отношений записать закономерности, принципы и правила композиции. Возможно ли такое? Возможно.

Уже давно люди подметили математические закономерности в музыке. Еще Кас-сиодор, живший в VI веке н. э., писал: "Музыка - это наука, рассматривающая числа относительно явлений, наблюдаемых в звуке..."

Как говорит предание, Пифагор, проходя мимо кузницы, услышал странные соотношения звуков, производимых ударами молота о наковальню. Прислушиваясь, он уловил, что интервалы соответствуют кварте, квинте и октаве. Попросив молотки, он взвесил их. Оказалось: вес молотков, дававших октаву, квинту и кварту, соответственно был равен ¹/₂, ²/₃, ³/₄ веса самого тяжелого молота.

Открытое Пифагором соотношение, правда несколько уточненное, легло впоследствии в основу теории музыки.

На специальных приборах давно уже были изучены простейшие созвучия - аккорды. Созвучия оказывались тем "чище", приятнее для слуха, чем большей простой дробью выражается отношение чисел - колебаний в секунду, - соответствующих высоте каждого звука.

Так, высокое "до" имеет вдвое больше колебаний в секунду, чем низкое: ведь октава, как мы знаем, выражается всегда отношением ¹/₂. Отношение ²/₃ дает квинту ("до" - "соль"), отношение ³/₄ - кварту ("до" - "фа").

Известно, что и проблема гаммы на рояле связана с рациональными и иррациональными числами, что в музыке есть логарифмы.

Математики, изучающие музыку, нашли, что в популярных песенках содержится от 35 до 60 нот. А статистический анализ большого числа песенок показал, что структура их такова: имеется одна часть, назовем ее А, охватывающая восемь тактов и содержащая от 18 до 25 нот. Эта часть повторяется. За ней следует часть 5, она тоже содержит восемь тактов, но состоит из 17-35 нот. После нее повторяется снова часть А.

Удалось установить и другие интересные закономерности. Если пять нот идут последовательно в возрастающем направлении, то шестая обязательно идет вниз, и наоборот. Другая закономерность: первая нота в части А обычно не является второй, четвертой или пятой минорной нотой в шкале. В песнях соблюдаются и давно подмеченные правила композиции, такие, как правила Моцарта: никогда интервал между соседними нотами не должен превышать шести тонов.

Каждому, наверное, случалось, слушая мелодию - иногда совершенно незнакомую, - угадывать следующую ноту. Чаще всего это случается с лирическими песенками. Специалисты о них говорят, что каждая последующая нота здесь несет меньше информации, чем, например, в музыке Прокофьева и Шостаковича, где мелодии насыщены неожиданными оборотами. Выходит, что и количество информации на одну ноту - численная величина, параметр, по которому можно судить о музыке.

Набором правил композиции, полученным из анализа музыкальных произведений, пользуются и при машинном сочинении музыки. Кроме того, с этой целью в "Урале" был предусмотрен специальный датчик случайных чисел. Он-то и предлагал закодированные цифрами наугад выбранные ноты. Каждая нота была обязана во что бы то ни стало "просеяться" через "решето" набора правил композиции. Машина предлагает ноту, которую по правилам признают вполне "жизнеспособной"; пожалуйста, она допускается в нотную строку. Если не знающее пощады "решето" признает ноту непригодной, она отбрасывается, и вместо нее на "компетентный суд" идет другая. Такое "просеивание нот" производится до тех пор, пока мелодия не будет закончена.

Несколько процессов перевода нот и музыкальных правил на язык машины: способ кодирования высоты нот; отрывок программы, записанной в виде чисел; он же - на отрезке перфоленты; результаты машинного сочинительства, записанные на бумажной ленте

Казалось, до чего легко и просто сочинять машинную музыку! Но сколько времени затратил Р. X. Зарипов, чтобы составить для "Урала" программу! Для машины нужно было математически описать, что такое нота, принять определенные способы кодирования нот и других музыкальных элементов.

Для сочинения маршей и вальсов, которые потом были названы "Уральскими напевами", ученый любую ноту представлял в виде пятизначного числа: две первые цифры означали порядковый номер звука, третья - длительность звука, четвертая и пятая - высоту. Машине не разрешалось ставить подряд более шести нот, идущих или вверх, или вниз (вспомлите правила композиции). Не разрешалось делать парные шаги, превышающие октаву. Не разрешалось... многое не разрешалось "Уралу". Что и говорить, машину держали в "ежовых рукавицах".

И все же она иногда выходила из повиновения. Р. X. Зарипов рассказывает о таком случае. Научив "Урал" сочинять вальсы, он решил научить ее сочинять и марши. Но машина капризничала: вальсы писала, а марши нет. "Урал" попросту бастовал: останавливался, крутил без конца уже прочтенную ленту программы, но не выдавал никакой музыки. Оказывается, Зарипов в одной из строчек программы вместо числа 1777 поставил по ошибке 1177.

Значительная часть программы для машинного сочинения музыки была отведена под описание' ритма. Описывать надо было два ритма: марш - на четыре четверти, вальс - на три. Предусмотрено было программой и число частей будущих пьес, и количество тактов в каждой части.

Программа занимала полностью оперативную "память" "Урала". В ней более двух тысяч команд. На каждую ноту приходится в среднем по 800 машинных операций. На сочинение всей мелодии - 30 тысяч!

А программа для синтеза мелодии на машине "БЭСМ-2" занимает несколько тысяч ячеек ее "памяти".

Упрощенная схема 'машинной консерватории'

Когда машина, вооруженная программой, заканчивает конструирование своей мелодии, автоматическое печатающее устройство переносит ее в закодированном виде на бумажную ленту. Оттуда, расшифровав запись, переносят ее на нотную бумагу, обозначая ноты самыми обычными, издавна принятыми знаками.

Ну, а теперь познакомьтесь с образцами "музыкального творчества" электронных машин.

Это отрывок из второй части "Сюиты Иллиак".

Отрывок из второй части 'Сюиты Иллиак'

А это фрагмент машинной мелодии, сочиненной советской машиной "БЭСМ-2". Работал с ней математик из Латвийской ССР Вилнис Детловс.

Фрагмент машинной мелодии, сочиненной советской машиной 'БЭСМ-2'

Следующая запись представляет собой последовательность 32 тактов, отобранных американскими учеными Олсаном и Беларом из 44 тактов, полученных на электронной машине.

Запись представляет собой последовательность 32 тактов, отобранных американскими учеными Олсаном и Беларом из 44 тактов, полученных на электронной машине

Здесь перед вами один из первых примеров мелодии, полученной машиной "Урал". Это еще не "Уральские напевы".

Один из первых примеров мелодии, полученной машиной 'Урал'

И, наконец, пример "Уральских напевов".

Пример 'Уральских напевов'

Теперь, когда вы познакомились и с тем, как сочиняет машина музыку, и с несколькими образцами ее музыкальных сочинений, остается сказать, зачем все это делают ученые, к чему столько усилий, результат которых - зачастую весьма примитивная музыка.

Дело в том, что вычислительные машины оперируют символами. Составные элементы музыки тоже символы. В музыке число символов относительно невелико, потому-то она и удобна для экспериментов на машине. Машина позволяет следить, как шаг за шагом, нота за нотой из простых элементов образуется мелодия. Машинная музыка дает возможность раскрыть самую природу построения мелодии, исследовать музыкальную форму, ладовые сочетания, провести исследование гармоний, строев. Машина - хороший инструмент, помогающий анализу творчества.

Вот и пытаются ученые в первую очередь с помощью машинного сочинения музыки проникнуть в сферу искусства для изучения его с новых - кибернетических - позиций.

Именно поэтому теперь машине в музыке отводится довольно определенная роль: не творца, а помощника. Машина, например, легко справится с трудоемкой работой по переписке нотного текста из одной тональности в другую. Причем эту работу она может делать с партитуры... и без ошибок.

Электронно-вычислительной машине нетрудно будет справиться и с расшифровкой черновиков нотных записей, применяя для этого методы количественного анализа. Близка к этой работе расшифровка многочисленных магнитофонных записей музыкального фольклора.

Творческая задача поиска новых тембров, значение которой для инструментовки трудно переоценить, тоже по плечу "электронному музыканту", так же как и аранжировка симфонической музыки для какого-либо .инструмента.

Не слишком ли узки рамки у машин на "музыкальном поприще"? Пожалуй, нет, если учесть, как много в этом вопросе неясного. До сего времени не получен четкий ответ на вопрос, могут ли машины создавать произведения искусства, могут ли сочинять литературные, художественные и музыкальные произведения, произведения, имеющие самостоятельное значение, другими словами - настоящие художественные ценности.

Пока ясно одно. У машины, создающей некое подобие произведения искусства, нет потребности в творчестве: все начинается и заканчивается первым и последним тактом, предписанными программой. Машина может сочинить сотни, тысячи мелодий, но она не скажет нам с гордостью: "Вот лучшее, что мне удалось написать!"

Композитор без слуха