Азбука музыканта, Методическая работа

С.Кузнецова История звука от Пифагора до нейросети часть 3

Музыкальная гостиная 03.10.2022

История звука от Пифагора до нейросети часть 3. Музыкальная гостиная. Лекция для 7 класса

В 1 части «Истории музыкального звука от Пифагора до нейросети» мы говорили о том, как накапливались знания о звуке, в  «Истории музыкального звука от Пифагора до нейросети» ч.2,  — как формировалась современная нотная запись и темперированный строй.

С.Кузнецова История музыкального звука
Огромный прорыв в изучении звука произошел в конце XIX века.
Благодаря фундаментальным открытиям в области физики, звук был измерен!!!

Характеристики звука

Звуки характеризуются тремя основными параметрами: -амплитудой звуковой волны (громкость или сила),
-частотой звуковой волны (высота)
-формой звуковой волны (тембр).

Генрих Герц

Генрих Герц
Генрих Герц (1857-1894)

В XIX веке бмузыкальные ыла также определена конкретная физическая величина измерения звуковых волн- Герц, названная в честь немецкого ученого-физика Генриха Герца.

Точное измерение звука дало возможность точной настройки инструментов, возможность звукозаписи.

Визуализация звука
Наука ХХ века позволила нам увидеть звук, понять, как работает музыка на уровне физики, химии, психологии и даже создавать неизвестные ранее электронные музыкальные инструменты

Генерация звука

Генератор звука — это вибрирующий объект, который производит звук. Существует два основных вида генераторов звука (отсюда два основных вида музыкальных инструментов).

У электромеханических музыкальных инструментов звучит механическая составная часть (например, струна). Для усиления звука ее колебания преобразуются в электрический ток, который затем поступает в динамик. Примером могут служить орган Хаммонда (электроорган), электрогитара.

Лоуренс Хаммонд и его электроорган
Лоуренс Хаммонд и его электроорган

Электроорган — электромеханический музыкальный инструмент, спроектирован и построен Лоуренсом Хаммондом в апреле 1935 года. Изначально орган Хаммонда использовался в храмах как недорогая альтернатива духовым органам, но затем стал применяться в блюзе, джазе, роке. В акустической науке орган Хаммонда используется для изучения специфики музыкального тембра.

Электрогитара

Электрогитара — разновидность гитары с электромагнитными звукоснимателями, преобразующими колебания металлических струн в колебания электрического тока. Электрогитары предназначены для исполнения на них музыкальных произведений разнообразной стилистики.

В электронных музыкальных инструментах (ЭМИ) при помощи электронных схем (генераторов, модуляторов, фильтров и т. п.) генерируется электрический звуковой сигнал. Звуковой сигнал подается на усилитель и воспроизводится при помощи динамика. Чистый электронный звук получают, применяя терменвокс, синтезатор и компьютер.

Терменвокс
Лев Термен и его терменвокс

Петлевая антенна терменвокса слева регулирует громкость, а вертикальная антенна — высоту звука.

Синтезатор — электронный музыкальный инструмент, создающий звук при помощи одного или нескольких генераторов звуковых волн.

Евгений Мурзин и его АНС
Евгений Мурзин и его АНС

В 1958 году советский военный инженер Е.Ф.Мурзин собственноручно у себя дома создал первый фотоэлектронный синтезатор АНС (назван в честь композитора А.Н.Скрябина), создающий звук при помощи одного или нескольких генераторов звуковых волн. Изобретение оказалось очень востребовано временем. Возник общественный спрос на «космическую» музыку. Именно АНС позволял такую музыку писать.

Искусственный интеллект и создание музыки

У.Питтс, У..Маккаллок

В 1943 году У. Маккалок и У.Питтс на основе математических алгоритмов и теории деятельности головного мозга разработали компьютерную модель нейронной сети.

Нейронная сеть

Нейронные сети не программируются в привычном смысле этого слова, а, подобно человеческому мозгу, способны обучаться, распознавать образы, обобщать, т.е. обладают всеми чертами интеллекта. Поэтому нейросети называют искусственным интеллектом (AI).

Фрэнк Розенблатт
Дональд Хебб
С.Кузнецова История музыкального звука
Фрэнк Розенблаттt

1949 году Дональд Хебб описал основные принципы обучения нейронов.
Эти идеи несколько лет спустя развил американский нейрофизиолог Фрэнк Розенблатт. В 1958—1960 годах  он создал первый нейрокомпьютер, способный обучаться в простейших задачах.

Постепенно нейросети обучились самым невероятным вещам: напрмер, в 2016 году компания DeepMind выпустила алгоритм WaveNet, который создает очень реалистичный голос по заданному тексту (Text-To-Speech). Это было нужно не только для пения, но и востребовано во многих системах — от call-центров до личных голосовых помощников.

Сегодня нам чуть ли не каждый день рассказывают, что компьютеры научились сочинять музыку и скоро заменят композиторов. Например, в апреле 2019 года появилась нейросеть от OpenAI Musenet, обученная на огромном массиве стандартной цифровой звукозаписи MIDI, которая может сочинять четырехминутные композиции на десяти инструментах и комбинировать стили «от Моцарта до Beatles».

Так что же ждет в обозримом будущем нас, как слушателей, и какая судьба ожидает, собственно, саму музыку?

Большинство разработчиков современных алгоритмов генерации музыки, стихов и пения отмечают, что их системы не претендуют на полноценную замену человеческого творчества, а, напротив, призваны помочь человеческой музе. Человек не перестанет творить по мере развития алгоритмов и программ, но будет использовать их в своей деятельности. Очень вероятно, что в будущем великие шедевры будут созданы людьми и искусственным интеллектом совместно.

И все же никакая машина не заменит влияние мировых классических шедевров на психику человека. Это явление описано как эффект Моцарта, проявляется он в любых сферах. Ряд экспериментов показал, что после прослушивания произведений Моцарта ученики показывают более высокие результаты при выполнении привычных школьных заданий. Сложная подготовка к сдаче экзаменов пройдет успешнее, если параллельно слушать классическую музыку. Даже коровы на фермах дают больше молока, если им ставить классическую музыку.

Однако, еще более глубокий эффект дает не простое прослушивание классики, а самостоятельная игра на музыкальных инструментах. К тому же живое звучание инструмента оказывает глубинное воздействие на каждую клеточку организма, в том числе положительно влияет на мозг.
Если в семье кто-то играет на музыкальных инструментах, для ребенка это станет лучшим тренингом интеллекта.
Даже младенец, слушая музыку в живом исполнении, реагирует всеми клеточками мозга и развивается быстрее.

Презентация С.Кузнецовой История музыкального звука от Пифагора до нейросети
Описание слайдов Презентации С.Кузнецовой История музыкального звука

Кузнецова Светлана Юрьевна

Кузнецова Светлана Юрьевна

Руководитель Ресурсного центра музыкальной направленности с сентября 2013 года. Руководитель Методического объединения учителей по классу фортепиано и