EPFL-forskare undersöker Beethovens kompositionsstil med hjälp av statistiska tekniker för att kvantifiera och utforska de mönster som kännetecknar musikaliska strukturer i den västerländska klassiska traditionen. De bekräftar vad som förväntas mot bakgrund av musikteorin för den klassiska musikeran, men gå bortom ett musikteoretiskt förhållningssätt genom att statistiskt karakterisera Beethovens musikspråk för första gången. Deras studie är baserad på den uppsättning kompositioner som kallas Beethovens stråkkvartetter, och resultaten publiceras i PLOS ETT .

"Ny, toppmoderna metoder inom statistik och datavetenskap gör det möjligt för oss att analysera musik på sätt som var utom räckhåll för traditionell musikvetenskap. Det unga fältet digital musikvetenskap utvecklar för närvarande ett helt nytt utbud av metoder och perspektiv, " säger Martin Rohrmeier som leder EPFL:s Digital and Cognitive Musicology Lab (DCML) i College of Humanities' Digital Humanities Institute. "Syftet med vårt labb är att förstå hur musik fungerar."

Beethovens stråkkvartetter refererar till 16 kvartetter som omfattar 70 enskilda satser som Beethoven komponerade under hela sin livstid. Han avslutade sin första stråkkvartettkomposition vid 1800-talets början när han var nästan 30 år gammal, och den sista 1826, kort före hans död. En stråkkvartett är en musikensemble bestående av fyra musiker som spelar stråkinstrument:två violiner, viola, och cellon.

Från musikanalys till big data

För studien plöjde Rohrmeier och hans kollegor igenom partituren från alla 16 av Beethovens stråkkvartetter i digital och kommenterad form. Den mest tidskrävande delen av arbetet har varit att generera datasetet baserat på tiotusentals kommentarer från musikteoretiska experter.

"Vi genererade i princip en stor digital resurs från Beethovens musik för att leta efter mönster, " säger Fabian C. Moss, första författare till PLOS ETT studie.

När man spelar, stråkkvartetterna representerar över 8 timmars musik. Själva partituren innehåller nästan 30 000 ackordkommentarer. Ett ackord är en uppsättning toner som låter samtidigt, och en ton motsvarar en tonhöjd.

I musikanalys, ackord kan klassificeras efter vilken roll de spelar i musikstycket. Två välkända typer av ackord kallas dominant och tonika, som har centrala roller för uppbyggnad av spänning och frigörelse och för att etablera musikaliska fraser. Men det finns ett stort antal typer av ackord, inklusive många varianter av dominant- och toniska ackord. Beethovens stråkkvartetter innehåller över 1000 olika typer av dessa ackord.

"Vårt tillvägagångssätt exemplifierar det växande forskningsfältet digital humaniora, där datavetenskapliga metoder och digital teknik används för att främja vår förståelse av verkliga källor, som litterära texter, musik eller målningar, under nya digitala perspektiv, " förklarar medförfattaren Markus Neuwirth.

Beethovens statistiska signatur

Beethovens kreativa val är nu uppenbara genom filtret av statistisk analys, tack vare denna nya datauppsättning genererad av forskarna.

Studien visar att mycket få ackord styr det mesta av musiken, ett fenomen som också är känt inom lingvistik, där väldigt få ord dominerar språkkorpus. Som förväntat av musikteori om musik från den klassiska perioden, studien visar att kompositionerna domineras särskilt av de dominanta och toniska ackorden och deras många varianter. Också, den vanligaste övergången från ett ackord till nästa sker från dominant till tonika. Forskarna fann också att ackord väljs starkt för sin ordning och, Således, definiera riktningen för musiktiden. Men den statistiska metodiken avslöjar mer. Det kännetecknar Beethovens specifika kompositionsstil för stråkkvartetter, genom en fördelning av alla ackord han använde, hur ofta de förekommer, och hur de vanligtvis övergår från det ena till det andra. Med andra ord, den fångar Beethovens kompositionsstil med en statistisk signatur.

"Detta är bara början, " förklarar Moss. "Vi fortsätter vårt arbete genom att utöka datamängderna till att täcka ett brett spektrum av kompositörer och historiska perioder, och bjud in andra forskare att gå med i vårt sökande efter den statistiska grunden för musikens inre funktioner."