La próxima vez que escuche una melodía favorita o se maraville de la belleza de un sonido natural, también podría terminar reflexionando sobre las matemáticas detrás de la música.

Vas a, de todas formas, si pasa algún tiempo hablando con Jesse Berezovsky, profesor asociado de física en la Case Western Reserve University. El investigador científico desde hace mucho tiempo y un jugador de viola a tiempo parcial se ha consumido por comprender y explicar el tejido conectivo entre las dos disciplinas, más específicamente, cómo la estructura ordenada de la música emerge del caos general del sonido.

"¿Por qué la música se compone de acuerdo con tantas reglas? ¿Por qué organizamos los sonidos de esta manera para crear música?" pregunta en un breve video explicativo que hizo recientemente sobre su investigación. "Para abordar esa pregunta, podemos tomar prestados métodos de una pregunta relacionada:

"¿Cómo se unen los átomos de un gas o líquido aleatorio para formar un cristal en particular?"

Transiciones de fase en física, música

La respuesta en física y música Berezovsky sostiene que se llama "transiciones de fase" y se produce debido a un equilibrio entre el orden y el desorden, o entropía, él dijo.

"Podemos observar un equilibrio, o una competencia, entre la disonancia y la entropía del sonido, y ver que las transiciones de fase también pueden ocurrir desde un sonido desordenado a las estructuras ordenadas de la música, " él dijo.

Mezclar matemáticas y música no es nuevo. Los matemáticos llevan mucho tiempo fascinados con la estructura de la música. La Sociedad Americana de Matemáticas, por ejemplo, dedica parte de su página web a explorar la idea (Pitágoras, ¿alguien? "Hay geometría en el zumbido de las cuerdas, hay música en el espaciamiento de las esferas ").

Pero Berezovsky sostiene que gran parte del pensamiento, hasta ahora, ha sido un enfoque de arriba hacia abajo, aplicar ideas matemáticas a composiciones musicales existentes como una forma de entender la música ya existente.

Sostiene que está descubriendo las "estructuras emergentes de armonía musical" inherentes al arte, así como el orden proviene del desorden en el mundo físico. Él cree que eso podría significar una forma completamente nueva de ver la música del pasado, presente y futuro.

"Creo que este modelo podría arrojar luz sobre las estructuras mismas de la armonía, particularmente en la música occidental, ", Dijo Berezovsky." Pero podemos ir más allá:estas ideas podrían proporcionar una nueva lente para estudiar todo el sistema de sintonía y armonía a través de las culturas y la historia, tal vez incluso una hoja de ruta para explorar nuevas ideas en esas áreas.

"O para cualquiera de nosotros, tal vez sea solo otra forma de apreciar la música:ver el surgimiento de la música de la misma manera en que hacemos la formación de copos de nieve o piedras preciosas ".

Estructuras emergentes en la música

Berezovsky dijo que su teoría es más que una simple ilustración de cómo pensamos sobre la música. En lugar de, él dice que la estructura matemática es en realidad la base fundamental de la música en sí, haciendo que las octavas resultantes y otros arreglos sean una conclusión inevitable, no es una invención arbitraria de los humanos.

Su investigación, publicado el 17 de mayo en la revista Avances de la ciencia , "tiene como objetivo explicar por qué surgen patrones ordenados básicos en la música, utilizando el mismo marco de mecánica estadística que describe el orden emergente a través de las transiciones de fase en los sistemas físicos ".

En otras palabras, los mismos principios universales que guían la disposición de los átomos cuando se organizan en un cristal a partir de un gas o líquido también están detrás del hecho de que "las transiciones de fase ocurren en este modelo desde un sonido desordenado a conjuntos discretos de tonos, incluida la división de octava de 12 veces utilizada en la música occidental ".

La teoría también habla de por qué disfrutamos de la música, porque está atrapada en la tensión entre ser demasiado disonante y demasiado compleja.

Una sola nota tocada de forma continua carecería por completo de disonancia (baja "energía"), pero sería del todo poco interesante para el oído humano, mientras que una pieza musical demasiado compleja (alta entropía) generalmente no agrada al oído humano. La mayor parte de la música, a través del tiempo y las culturas, existe en esa tensión entre los dos extremos, Dijo Berezovsky.