65 éve, hogy először játszottak számítógép szerezte zenét

2021.12.22. 05:55
Lejaren Hiller matematikai kísérletbe kezdett, mellyel megalkotta az első számítógép írta zeneművet. Húsz percnyi a sztochasztikus végeredmény.

1956. augusztus 9-én különleges koncertet adtak az Illinois-i Egyetem Urbana és Champaign városaihoz tartozó kampuszán egy diáktársalgóban. A koncert a szokásosnál jóval több embert vonzott, s híre, illetve visszhangja megjárta az országos lapok hasábjait is. A hírverés oka, hogy a kémia tanszék tagjaként dolgozó Lejaren Hiller az Illiac szvitet (melyet később 4. vonósnégyesre átneveztek) az iskola akkor szuperszámítógépnek számító Illiac I-ével dolgozta ki.

Hiller 1924-ben született New Yorkban, gyerekkorától kezdve játszott zongorán, oboán, klarinéton és szaxofonon. Tanulmányait a kémia irányában folytatta, ám a Princeton Egyetemen Roger Sessions és Milton Babbitt előadásain a zeneszerzésről is szerzett ismereteket. Kémiából PhD fokozatot szerzett, kutatóként a hadsereget segítette a II. világháború alatt, 1952 őszén kezdett dolgozni az Illinois-i Egyetemen.

Lejaren Arthur Hiller 1960-ban
Lejaren Arthur Hiller 1960-ban
Fotó: University of Illinois

Ugyanabban az évben készült el az egyetemen az Illionis Automatic Computer I (röviden Illiac I) változata, az első számítógép, melyet teljes egészében az Egyesült Államok egyik oktatási intézménye épített és birtokolt. Az Illiac I a Neumann-modellen alapuló vákuumcsöves számítógép volt, 2800 vákuumcsővel, 3 × 0,6 × 2,6 méteres házban – vagyis inkább szobában –, 1,8 tonna súllyal. A géphez csak az egyetem oktatóinak volt hozzáférése, a parancsbevitel pedig lyukszalagokon keresztül működött. A parancsokat a kívánt számításokkal egy kezelő vette át az oktatóktól, betáplálta a számítógépbe, majd másnapra visszaküldte az oktatónak a számítógép által kiadott eredményeket. Ezt utána kézzel kellett kivonatolni, Hiller esetében zenei hangokra fordítani.

Miután Hiller dolgozott a számítógéppel a szintetikus gumival kapcsolatos kutatásai során, azon kezdett gondolkozni, miként használhatná az algoritmusokat alapvető ellenpontozásra (kontrapunkt) a zenében. Ebben kutatótársa, a számítógépet és a zenét szintén ismerő Leonard Issacson támogatta. Hiller elmélete az volt, hogy a számítógép programozható úgy, hogy a zongora két oktávján belüli tizennégy billentyűt egész számként ismerje fel. Ehhez Jánisz Xenákisz görög származású francia zeneszerző munkáját vette alapul, aki matematikai elvek alapján próbálta meg modellezni munkáját. Hiller azt a parancsot adta a számítógépnek, hogy az véletlenszerűen generáljon egyet a tizennégy hangból, amit aztán Hiller a gép által generált adatokhoz hozzáadott.

A számítógép és az avantgárd zene az 1950-es években

Alan Turing 1951-ben három dal, köztük a God Save the King dallamát alakította számítógép számára érthető jelekké. John Cage a randomizált komponálással kísérletezett. Jánisz Xenákisz kifejlesztett egy módszert, melyet sztochasztikus zenének nevezett el. Ez teljesen egyenrangúnak tekintett zenei hangok közti valószínűségi kapcsolatokra épít, a valószínűségszámítás, a matematikai logika és az elektronikus számítógép segítségével komponál. Hiller egy lépéssel tovább ment, algoritmusokat állított fel, melyek alapján a számítógép döntést tud hozni. A végeredményként megalkotott némileg tükrözte Hiller előzetes vízióját, hisz a számítógép kontrollált választási lehetőségek között dönthetett.

Az Illiac szvit négy tétele fokozatosan bonyolultabb kísérletek sorozata volt, amelyek a klasszikus zene különböző történelmi stílusait utánozták, a reneszánsztól Arnold Schönberg 20. század eleji tizenkét hangú szerializmusáig. Az első tétel a cantus firmus, a második négyszólamú szegmenseket generál különböző szabályokkal, a harmadik pedig a dinamikával, a ritmussal és az eljátszáshoz szükséges instrukciókkal foglalkozik.

A premier időpontjában a szvitnek csak három tétele volt kész, a negyedikhez Hiller a Markov-láncra hagyatkozott. Ez egy sajátos valószínűségszámítási módszer, amire a sztochasztikus zene épül. Az Illiac szvit negyedik tétele esetében a zene csak a közvetlenül az előtte található hangon alapul, így szinte minden lehetőséget kizárva arra, hogy a számítógép átfogóan memorizálja a témát. Az eredmény a Monte-Carlo-módszerre épülő első három tételhez képest kiugróan más lett, Hiller a kísérletben itt annyit sem szabott meg a számítógépbe bevitt adatokban, hogy milyen, feltételezése szerint együtt kellemes hatást keltő hangokat használjon a gép. Így míg az első három tétel áramlása egyenletes, addig a kiszámíthatatlanságra építő negyedik ugrásokkal, kiállásokkal és zsákutcákkal van tele.

A Scientific American számára a projektről beszámoló cikkében Hiller azt írja, a folyamat legnehezebb megoldandó problémája a káosz és monotonitás közti megfelelő egyensúly megtalálása volt. Ha túl nagy kontrollal irányítja a számítógépet, elveszett volna az egyediség; ha viszont asszisztensével, Isaacsonnal nem rostázzák a gép által generált eredményt az elején, a kész zenemű csupán egy nagy rendezetlen hangzavar lett volna.

A közvélemény nem fogadta a legjobban Hiller és Isaacson projektjét, a visszajelzések legtöbbje szkeptikus volt, a szvit művészi validitását kérdőjelezte meg. A Chicago Tribune kritikája például azt a kérdést tette fel, a számítógép

tényleg képes maradandó értékűt alkotni, vagy csupán az automatizálás érdekes mellékfénye a látott projekt egy lenyűgöző és gyorsan fejlődő tudományágnak?

Hillert nem tántorította el, hogy projektjével nem ért el sikert, 1958-ban elhagyta a kémia tanszéket és megalapította az egyetem zenei részlegén a Kísérleti Zenei Stúdiót, amit tíz éven át vezetett, és ami a mai napig működik. Élete hátralévő részében nem igazán foglalkozott a számítógép által generált zenével, egyetlen komolyabb projektjében John Cage HPSCHD című művében működött közre. Ez egy szándékosan kaotikus mű, melyben hét hárfára írt és 52 számítógép által generált mű keveredik Mozarttól Schönbergig.

Hiller 1994-ben Alzheimer-kórban halt meg.