L'exploration de données révèle les lois cachées de l'évolution derrière la musique classique

Les musicologues ont longtemps étudié comment les styles musicaux changent avec le temps. Ils peuvent voir que de nouveaux styles émergent des traditions musicales, parfois en combinant deux ou plusieurs styles.

Cela rappelle le processus d'évolution. Est-il possible que ce puissant processus ait façonné le paysage musical en utilisant les mêmes lois de transmission bien connues qui façonnent le paysage biologique ? Ou est-ce simplement que l'évolution musicale est le résultat du comportement idiosyncrasique des compositeurs et défie ainsi toute caractérisation plus générale ?

Aujourd'hui, nous obtenons une réponse, en partie grâce au travail d'Eita Nakamura à l'Université de Kyoto et de Kunihiko Kaneko à l'Université de Tokyo. Ils ont mené une étude à grande échelle de la musique classique occidentale et disent qu'elle révèle pour la première fois un certain nombre de lois évolutives à l'œuvre. Leurs résultats ont des implications pour la compréhension d'autres phénomènes culturels, tels que l'évolution du langage, de la mode et de la science.

Tout d'abord, un peu de contexte. L'évolution est un processus algorithmique appliqué à des populations d'individus. Ces individus doivent différer d'une manière ou d'une autre, par leur apparence ou leur comportement, par exemple. Ils doivent être capables de transmettre des traits spécifiques à une nouvelle génération d'individus, et ils doivent exister dans un environnement qui sélectionne certains traits tout en en éliminant d'autres. Enfin, il doit y avoir un processus d'itération qui répète ces étapes plusieurs fois.

Les détails fins de ce processus conduisent à quelques différences subtiles dans la façon dont l'évolution se produit. Lorsque les caractéristiques réussissent, comme la résistance aux antibiotiques, elles peuvent se propager rapidement dans une population selon des schémas statistiques précis.

Et ces dernières années, avec l'émergence de grandes bases de données génétiques, les statisticiens ont commencé à étudier ces modèles et à découvrir les lois mathématiques de l'évolution qui les régissent.

Une question intéressante est donc de savoir si la même approche pourrait fonctionner avec la musique. Nakamura et Kaneko ont décidé de le découvrir en étudiant une base de données de 9 996 compositions musicales de 76 compositeurs travaillant pendant la période de 1500 à 1900. Chaque pièce consistait en un fichier MIDI (interface numérique d'instrument de musique) que les chercheurs ont interrogé pour produire une séquence ordonnée de emplacements et les intervalles entre eux.

Un défi avec les phénomènes culturels est de trouver des unités d'héritage qui peuvent être suivies. En biologie, ces unités sont des gènes, et leur propagation dans les populations est devenue simple à suivre.

Mais en musique, les unités qui jouent un rôle similaire sont beaucoup plus difficiles à définir. Ainsi, Nakamura et Kaneko ont identifié plusieurs événements musicaux rares, tels que l'apparition d'intervalles dissonants appelés tritons, et les ont utilisés comme unités d'héritage. Ils ont ensuite étudié la fréquence de ces unités et leur propagation au cours des siècles.

Les tritons sont définis comme deux notes jouées en même temps séparées par trois notes entières. Ils sont généralement considérés comme dissonants et sont rares dans les compositions musicales du XVIe siècle. Mais ils sont devenus plus courants au fil du temps.

Les musicologues ont longtemps émis l'hypothèse que pour réussir, les nouvelles compositions doivent être à la fois nouvelles et liées à la tradition musicale existante. Ils doivent donc contenir des événements musicaux nouveaux ou rares ainsi que des événements typiques.

De cette façon, des événements musicaux rares peuvent se propager. Et c'est exactement ce qui s'est passé avec les tritones. La moyenne et l'écart type de la fréquence (probabilité) des tritons ont augmenté régulièrement au cours des années 1500-1900, disent Nakamura et Kaneko.

Mais une question importante est de savoir si cette propagation est le résultat d'un mécanisme général de transmission ou du comportement idiosyncrasique de compositeurs individuels.

Pour le savoir, Nakamura et Kaneko ont développé un modèle mathématique d'évolution qui peut faire la distinction entre ces circonstances. Et ils disent que la façon dont cette fréquence a augmenté suit des règles statistiques précises, appelées distribution de type bêta, qui régissent la transmission.

C'est un travail intéressant qui a des implications importantes pour notre compréhension de la façon dont la musique évolue. Nakamura et Kaneko disent que leurs découvertes suggèrent que l'évolution se produit à travers les mécanismes généraux de transmission et de sélection du style culturel. Nous concluons que certaines tendances de la culture musicale peuvent être formulées comme des lois évolutives statistiques plutôt que par les circonstances des compositeurs individuels, disent-ils.

De plus, la même approche peut être utilisée pour démêler l'évolution d'autres phénomènes culturels. L'équilibre entre la nouveauté et la typicité peut être important pour d'autres types de culture, et le modèle actuel peut être utile pour analyser non seulement les données musicales mais aussi d'autres données culturelles, affirment les chercheurs.

Diverses équipes se penchent déjà sur la dynamique évolutive du langage, d'autres genres musicaux ou encore sur des sujets scientifiques. Il sera intéressant de voir comment cette forme d'évolution culturelle a influencé la science et l'ingénierie et où pourraient exister des lacunes pour les travaux futurs.

Réf : arxiv.org/abs/1809.05832 : Lois statistiques d'évolution dans les styles musicaux

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