Muziek is geen geluid; 'music mind machine' onderzoekt de menselijke muzikaliteit

Hoe worden muzikale patronen herkend? En waarom zijn computers vaak zo onmuzikaal? In Nijmegen wordt muziek tot op de milliseconde nauwkeurig geanalyseerd. Muziek is geen taal maar een spel.

IN DE HOEK VAN de studio staat een witte piano. Psycholoog Peter Desain stopt er een floppy in en voilà: de toetsen spelen vanzelf. Door de studio van het nieuwe onderzoekscentrum Music Mind Machine (MMM) van de Katholieke Universiteit Nijmegen klinkt Chopin. “Een gewone pianola, maar dan elektro-mechanisch. Niets bijzonders eigenlijk”, zegt musicoloog Henkjan Honing, die samen met Desain de leiding over het MMM heeft, “maar wel goed bruikbaar in ons onderzoek.” De piano staat aangesloten op een Apple-computer: als iemand op de piano speelt, wordt alles geregistreerd: iedere microseconde vertraging, iedere afwijking van het ritme wordt vastgelegd. “En andersom ook: wij kunnen in een uitvoering iets veranderen, en dan beluisteren hoe dat klinkt.”

De floppy-disk is ingespeeld door een mens. Hoewel het notenschrift er op het oog uitermate helder en duidelijk uitziet, is de uitvoeringspraktijk veel complexer. Geen machine kan een normaal muziekstuk zó spelen dat kenners tevreden zijn. Een machine speelt de noten precies zoals ze genoteerd zijn. In werkelijkheid spelen allerlei kleine en grotere variaties een rol - soms van een paar milliseconde op de 'voorgeschreven' tijdsduur van een noot. En in die variatie schuilt de menselijke muzikaliteit. De componist veronderstelt die variatie ook bij de uitvoering: in het notenschrift wordt eenvoudigweg niet alles vastgelegd wat er zal gebeuren en klinken. Het is normale praktijk. Professionele pianisten zijn in staat uiterst minieme afwijkingen van de 'voorgeschreven' tijdsduur telkens op dezelfde manier spelen. Desain: “Die hebben een enorme beheersing: telkens 10 milliseconden afwijking!” De patronen in deze 'afwijkingen', die dus een cruciaal kenmerk vormen van menselijke muzikaliteit, zijn een belangrijk onderzoeksthema van Honing en Desain.

Niet bekend

“Wij willen dat allemaal bij elkaar brengen”, legt Honing uit. Beide onderzoekers, die al jaren samenwerken, glimmen van enthousiasme. Dankzij de Nijmeegse Universiteit en een Pioniersubsidie van NWO is er voor vijf jaar geld. De bemanning van de wetenschappelijke studio is nog niet helemaal compleet, maar er is al een team van acht onderzoekers: psychologen, musicologen, en informatici. Afgelopen week hebben de acht in de studio allerlei communicatie- en samenwerkingstrainingen gevolgd. Multidiciplinariteit is het devies. 'Bureaucratie?' staat er nog groot op het wandbord geschreven. Het MMM vormt in één klap het grootste onderzoeksinstituut op het gebied van muziekwaarneming en muziekcognitie ter wereld, aldus de universiteit.

De drie aangetrokken AIO's, een cognitief psycholoog, een musicoloog en een informaticus, gaan onderzoek doen naar vibrato, voorslagen, maatgevoel ('beatinductie') en naar 'expressieve timing' van noten: welk patroon zit er in ritmische afwijkingen? Wie wat gaat doen wordt pas na een jaar beslist, eerst gaan de drie samen projectmatig onderzoek aan deze onderwerpen doen. Een post-doc zal zich in ieder geval ook met expressieve timing gaan bezighouden en de ander zal de komende twee jaar werken aan een 'ritmelexicon': “Welke ritmes zijn verwant en welke niet?” zo typeert Honing dat onderwerp, anders gezegd: “Als je van een bestaand ritme een nootje weghaalt, ervaart een mens dat dan als een variant of als een ànder ritme?”

Desain: “We willen via programmeren de musicologische analyses van muziek in verband brengen met met wat in de uitvoeringspraktijk gebeurt, en wat er bekend is van psychologische waarneming. De computer is een beperking maar het is de enige manier om al die verschillende ideeën en theorieën bij elkaar te brengen èn te testen.” Honing: “De Amerikanen Lehrdahl en Jackendoff, musicoloog en linguïst, hebben begin jaren tachtig een 'generatieve theorie van tonale muziek' gepubliceerd: een musicologische grammatica over hoe frasering werkt, volledig gebaseerd op partituren. Zij schrijven daarin dat voor het maatgevoel bijvoorbeeld lange noten een cruciale rol spelen. Wij willen dat graag in een computermodel beschrijven om te kijken in hoeverre dat strookt met de waarneming.” Als je het mensen vraagt kom je daar nooit zo precies achter, denkt Honing. Het luisterproces is te complex en te onbewust. Het benadrukken van een noot in een ritme kan op twee manieren gebeuren: door hem een fractie te vroeg te spelen of door hem een fractie harder te spelen. Soms is niet te horen wat er gebeurd: een mens hoort alleen: 'deze noot is benadrukt'. Alleen door experimenten met computers is uiteen te rafelen wat er gebeurt.

MUZIKALE PATRONEN

Het onderzoek betreft dus niet computermuziek, maar de vraag wat er eigenlijk gebeurt wanneer een mens naar muziek luistert. Waarom is muziek zo leuk? Hoe worden muzikale patronen herkend? Honing en Desain hebben elkaar - en het onderzoeksonderwerp - meer dan tien jaar geleden in een muziekstudio gevonden toen ze een computer naar een slagwerkcompositie wilden laten luisteren. Dit bleek lastiger te zijn dan verwacht. “Er zijn zoveel machines die muziek kunnen maken”, zegt Desain, “maar er is er geen een die kan luisteren.”

Gewoon met een microfoon opnemen heeft geen zin. Want muziek is geen geluid, muziek bestaat uit patronen: metrum, ritmes, timing, akkoorden, melodieën, frasering, instrumentatie, enzovoorts. Alles grijpt in elkaar: de patronen die over een muziekluisteraar heengolven zijn onvoorstelbaar complex. Honing en Desain beperken zich daarom tot onderzoek naar ritme, timing en metrum; en dan ook nog eens tot klassieke muziek: de barok en romantiek uit de achttiende en negentiende eeuw. Dat is al ingewikkeld genoeg. Al komt er volgende week wel een Amerikaanse hoogleraar naar Nijmegen om over jazz-ritmes te vertellen en raken de twee steeds nieuwsgieriger naar patronen in het gebruik van vibrato door violisten.

Met de elektro-mechanische pianola konden Honing en Desain een paar jaar geleden onomstotelijk vaststellen dat speelsnelheid van voorslagen (korte versieringsnootjes voor een 'hoofdnoot') in pianomuziek aan geheel eigen wetten gehoorzaamt. Het onderzoeksduo probeerde een computerprogramma te leren een pianostukje van Beethoven in een hoger tempo op muzikale wijze uit te laten voeren, een eenvoudige zaak voor een menselijke pianist, maar niet voor de veel te star denkende computer. “Als een pianist een stuk sneller speelt betekent dat niet dat alle noten gelijk versneld worden. Aan een bepaald soort voorslagen verandert zelfs helemaal niets”, aldus Honing. “Als je een computer een stuk, dat in een langzamer tempo prachtig klonk, iets sneller laat afspelen, klinkt het dus niet”, zegt Desain. “Het heeft ons veel tijd gekost om uit te vinden waarom niet. De precieze timing van noten bleek nauw samen te hangen met het ritme en de totale muzikale structuur van het stuk. Aan een versnellingsknop op een elektronisch muziekprogramma heb je dus eigenlijk niks, al zit hij er wel op.”

Honing en Desain streven ook naar praktische toepassingen van hun onderzoek, dat is een van de voorwaarden voor de financiering van hun MMM-onderzoeksgroep. Desain: “In samenwerking met de vakgroep medisch-biologische fysica gaan we proberen een computer ritmes te laten noteren. Nu is het zo dat wanneer je met een klavier noten invoert in een computerprogramma dat héél nauwkeurig moet gebeuren: de computer past de duur niet aan, zodat je al gauw met allerlei 128ste tellen rust zit, of kleine syncoopjes als je net iets buiten de maat hebt gespeeld.” Honing: “En misschien kunnen we ook een 'luisterende drummachine' ontwerpen, die net als een menselijke drummer meegaat met vertragingen en versnellingen van de solist.”

Honing tikt met zijn pen een kort ritme op de tafel: ta, tatataa, tatata, taa. “Je hoort vrijwel onmiddellijk waar de beat ligt.” En zelfs als de structuur niet in het ritme zelf ligt, kun je hem toch horen. De constante tik van een metronoom kun je horen als een driekwartsmaat, maar als je wilt ook even dwingend als vierkwartsmaat. Hoe kan een computer dat? Onlangs hebben we twee elektronisch aangedreven mee-tik-apparaten ontworpen, een met een linker en een met een rechterschoen. Een wedstrijd welk programma een van die schoentjes het best de maat van de muziek kon laten meetikken, leverde best aardige inzendingen op.”

Emotionele inhoud van muziek speelt geen rol in het onderzoek. Desain: “Je zou kunnen zeggen dat wij naar muziek kijken als een taalkundige naar een roman: naar de details van het taalgebruik. Niet omdat de emotionele inhoud niet belangrijk is, maar omdat het voorlopig te ingewikkeld is om te onderzoeken op een manier zoals wij willen.” Muziek is leuk, zeggen Honing en Desain, juist omdat een mens al die patronen kan herkennen en hij het onbewust prettig vindt als er mee wordt gespeeld. Die herkenning is onmiddellijk, al moet een mens bij onbekende muzieksoorten vaak wennen om het mooi te kunnen vinden. Aristoteles brak zich er al het hoofd over waarom mensen emotionele betekenis hechtten aan de woordloze taal die muziek is. De oplossing van de moderne cognitieleer voor dit raadsel is dat muziek geen taal is maar een spel, een spel met geluidspatronen.

“Evolutionair gezien is de menselijke eigenschap om voortdurend patronen te willen voorspellen erg gunstig voor het overleven”, zegt Desain. “Met muziek wordt die neiging tot voorspelling uitgedaagd, zonder noodzaak en zonder gevaar. En dat vinden mensen leuk.”

MMM heeft een uitgebreide website: www.nici.kun.nl/mmm.