Software: La música de la matemática

Por: Hanguk Yun y Saneli Carbajal 
La tecnología está transformando la forma cómo se produce, crea y analiza la música: existen computadoras capaces de componer imitando el estilo de Johann Sebastian Bach y The Beatles. ¿Cómo se perfila esta nueva tendencia? La Matemática contiene algunas respuestas.

La prueba consiste en distinguir al original de la copia, al hombre de la máquina. El participante escucha distintas versiones de música coral —el estilo del canto gregoriano— y debe adivinar cuál composición es de Johann Sebastian Bach y cuáles de computadoras que son capaces de imitarlo. Gaetan Hadjeres y Francois Pachet, los artificies de una de estas máquinas de nombre DeepBach, desean saber qué tan hábil es su creación. Empiezan a sonar los corales. ¿Es esto Bach o no lo es? La mitad de los participantes opina que sí, que lo es, pero no es así. Se trata de composiciones de DeepBach. El engaño se consuma parcialmente. La máquina es una imitadora con talento.

Para alcanzar este nivel de habilidad, se empleó la técnica de machine learning. DeepBach se alimentó de una base de información de más de 300 corales de Bach y 2503 versiones de estos. Tras estudiar la estructura de la música, empezó con sus propias creaciones. “Nuestro modelo es capaz de generar corales altamente convincentes al estilo de Bach", señalaron Hadjeres y Pachet en el artículo científico de la Universidad Cornell.

Con todo lo extraordinario del asunto, esta no es la primera ni única vez que una computadora versiona o crea música por cuenta propia. En 2016, el proyecto Flow Machines lanzó Daddy’s Car, una canción hecha por un algoritmo inspirado en el estilo de The Beatles. Al año siguiente, la cantante Taryn Southern publicó Break Free, canción producida y compuesta por un software. Algunos de los grandes del rubro comercial —Sony, Spotify y Warner Music— están apostando por los softwares que producen música automáticamente. ¿Será que las computadoras transformarán la creación musical?

Por lo pronto, existen varias limitaciones. Las máquinas son talentosas para aquellas tareas en las que hay patrones definidos: imitar un estilo, crear en base a reglas dadas o componer música ambiental. No para aquello que aspire a ser considerado arte ni para componer sin cierto grado de asistencia humana. “Donde es exitosa la fabricación por generación [automatizada] de canciones es en la música utilitaria y en la música comercial”, comenta el mexicano Emilio Lluis-Puebla, matemático y pianista de larga y reconocida trayectoria. En concreto, se refiere a la música de fondo que se está usando en documentales, noticieros y hasta en videojuegos.

Que la inteligencia artificial sea más diestra para ciertas creaciones con patrones fijos o numéricos no es una casualidad. La revolución de la música generada por computadoras —un hecho de apariencia moderna y tecnológica— parte de una relación preexistente: la unión de la Matemática y la Música.

Así suenan los números
Es un mito más o menos conocido. Un buen día, al escuchar los golpes de los herreros contra el metal en la antigua Grecia, Pitágoras se percató de que no todos sonaban igual, sino que había ruidos más bellos que otros. La observación lo condujo a pensar en el origen matemático del fenómeno —la filosofía pitagórica exaltaba el conocimiento de los números— y a dedicarse a su estudio. Así concluyó que la belleza de un sonido depende de la forma de los objetos que lo producen: por ejemplo, mientras más corta sea la cuerda de una guitarra, su sonido será más aguda. Con esta observación, Pitágoras creó la primera escala musical Matemática de la historia, con ocho notas que obedecían a estrictas proporciones numéricas. En realidad, no se sabe si Pitágoras llegó a este hallazgo al husmear en una herrería. De lo que sí existe certeza es que a su nombre se debe la primera teoría de la Música.

“En la edad media, la Música no se consideraba un arte sino una ciencia aliada con la Matemática y la Física (la acústica)”, comenta Lluis-Puebla. Parte importante de sus investigaciones académicas trata el estudio de la relación de estas dos disciplinas. En sus publicaciones, identifica muchos ejemplos de cómo se combinan. Esta vez refiere dos: “Claude Debussy y Béla Bartók se inspiraron en los números de Fibonacci y la proporción áurea para crear algunas de sus composiciones musicales”.

“Si me refiero a la Música de Arte exclusivamente, así como a la Matemática Pura, puedo decir que ambas disciplinas cumplen con algo en común: son Bellas Artes. En ambas existe, si se desea, la experiencia del placer estético”. Como pianista, Lluis-Puebla ha dado conciertos en distintos países del mundo y fue el primero en ejecutar en México algunas obras del género clásico. ”Desde luego, la Música y la Matemática comparten muchos más rasgos como la lógica, el orden y la complejidad”.

En “Música, Matemática y Concertismo”, una de sus publicaciones más detalladas sobre la materia, plantea que ambas “están relacionadas en el sentido de que la Matemática provee una base científica para comprender la Música y la Musicología. Si se considera a la acústica como parte de la Música, es claro que la Matemática ha sido el lenguaje para interpretar el fenómeno físico”.

Los dados de Mozart
Wolfgang Amadeus Mozart aun no era un músico reconocido cuando creó un método para garantizar su trascendencia: un generador automático de valses. Su sistema usaba dos tablas con 88 elementos cada una, un juego de dados y unos compases ideados por él. Para componer una canción solo hay que tirar los dados 16 veces y marcar en las tablas el número de cada lanzamiento. Al culminar, se pasan los resultados a la partitura —la cartilla donde se escribe y lee la música— y, usando los compases definidos por el mismo Mozart, se obtiene el vals. En total, este método le permitiría al músico lanzar un tema nuevo cada 30 segundos durante 361 millones de años. Un número nada despreciable. Cientos de años antes de que se soñara con computadoras produciendo música automática, Mozart ya lo había hecho. Su genio y un poco de matemática fue todo lo que necesitó.

Para escuchar:
​Armonía de DeapBach en el estilo Bach

Daddy's Car, canción creada por un algoritmo inspirado en The Beatles

Taryn Southern publicó en YouTube Break Free, canción producida y compuesta completamente por un software llamado Amper Music