João Paulo André. 'De biowetenschappen proberen ons vermogen om muziek te waarderen en te creëren te begrijpen. Maar het mysterie blijft bestaan.'

Sinds de oudheid hebben mensen geprobeerd de 'muziek van de kosmos' te horen. De Chaldeeën, in Babylon, associeerden muziek al met de beweging van hemellichamen, en de Pythagoreeërs geloofden in 'universele harmonie': de sterren produceerden niet alleen geluiden, maar legden er ook wiskundige verbanden tussen. Dit idee heeft door de eeuwen heen zijn weerklank gevonden en bestaat nog steeds. In * The Harmony of the Spheres * (red. Gradiva) onderzoekt chemicus en muziekliefhebber João Paulo André samen met natuurkundige Carlos Fiolhais de rijke, eeuwenoude en inspirerende relaties tussen wetenschap en muziek.

We weten weinig over Pythagoras en nog minder over de muziek die hij en zijn discipelen creëerden. Hun invloed op de muziekgeschiedenis was echter enorm, niet in de laatste plaats omdat zij de eersten waren die de toonladder in zeven tonen verdeelden. Volgens de legende begon het allemaal toen Pythagoras zelf door een smederij liep.

Dit is een van de bekendste versies, volgens welke Pythagoras, die leefde in de zesde eeuw voor Christus, tijdens een bezoek aan een smidse opmerkte dat de klanken van hamers die op aambeelden sloegen soms goed samen klonken (medeklinker) en soms slecht (dissonant). De legende wil dat hij later het gewicht van de hamers onderzocht en ontdekte dat de combinaties die tot aangename klanken leidden, zich hielden aan eenvoudige numerieke verhoudingen, zoals 2:1, 3:2, enz. Er is ook een andere versie, misschien waarschijnlijker, die betrekking heeft op de monochord, een instrument met één snaar. Pythagoras ontdekte dat door de snaar in eenvoudige verhoudingen te verdelen, de resulterende klanken, wanneer ze met elkaar werden vergeleken, medeklinker waren. Bijvoorbeeld, het verdelen van de snaar in tweeën (2:1) resulteerde in een octaaf; 3:2, een kwint; enzovoort. Er is nog een andere versie, die verwijst naar fluiten of blaaspijpen met verschillende luchtkolomhoogtes. Daarom schuilen er in de kern altijd wiskundige verbanden achter consonantie en dissonantie. Voor de Pythagoreeërs was de wereld, het hele universum, immers verklaarbaar in termen van getallen en numerieke verbanden. Volgens de traditie, die sterk geworteld is in de middeleeuwse geschriften van Boëthius, dateren de wiskundige grondslagen van muzikale harmonie dan ook terug tot de Pythagorese school.

Waren de Pythagoreeërs ook de eersten die de sterren associeerden met de zeven muzieknoten?

Deze associatie tussen de sterren en de zeven muzieknoten wordt traditioneel toegeschreven aan de Pythagoreeërs, maar het is belangrijk om te begrijpen dat dit een filosofisch-mystieke interpretatie is. De verbinding van de zeven muzieknoten met de zeven bekende sterren (Zon, Maan, Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus) is een traditie die zich in de late oudheid en de middeleeuwen consolideerde, sterk beïnvloed door de Pythagorische kosmologie en de hermetische traditie. De overtuiging dat muziek verband hield met de beweging van hemellichamen begon echter waarschijnlijk bij de Chaldeeërs.

In nog verder terug in de tijd.

De pythagoreeërs geloofden dat hemellichamen zich op zulke relatieve afstanden van elkaar bevonden dat de klanken die ze samen uitzonden consonant waren – tja, het equivalent van de verhoudingen tussen de lengtes van snaren of het gewicht van hamers. Dit noemden ze universele harmonie, of de harmonie der sferen, verwijzend naar de hemellichamen. Tegenwoordig hebben we Harmonia Mundi, een prestigieuze Franse uitgever van klassieke muziek. Het idee van universele harmonie komt dus voort uit de pythagorische school, die Kepler in de 17e eeuw nieuw leven inblies.

In een boek getiteld Harmonices Mundi.

Het is dit idee dat hij van de Grieken ontleent. En merkwaardig genoeg worden fundamentele deeltjes, dat wil zeggen subatomaire deeltjes, tegenwoordig – volgens de theorie die bekendstaat als snaartheorieën, pogingen binnen de theoretische natuurkunde om alle fundamentele natuurkrachten te verenigen (alleen de zwaartekracht is er nog niet bij inbegrepen) – in wezen gezien als minuscule trillende snaren. En het is aan de hand van het trillingspatroon van elk van hen dat ze van elkaar worden onderscheiden. Zo zie je maar: omdat het trillende snaren zijn, worden deze trillingsverschijnselen uitgedrukt in getallen. We hebben het over iets dat nog niet experimenteel is bewezen, maar als dat zo is, is het bijna een terugkeer naar het idee van Pythagoras dat het hele universum in feite kan worden verklaard in termen van getallen en numerieke relaties. Het is fascinerend!

Kepler gebruikt een zeer amusante uitdrukking over de associatie tussen planeten en geluiden. Hij zegt dat "hemelse beweging een lied is voor vele stemmen die onze oren niet kunnen opvangen." Meer dan 2000 jaar na de pythagoreeërs zijn deze ideeën nog steeds springlevend. Zelfs toen de wetenschap in de moderne tijd flinke vorderingen maakte...

Sterker nog, de Pythagoreeërs geloofden weliswaar dat de sterren muziek produceerden, maar dat het horen ervan niet voor iedereen weggelegd was. Alleen Pythagoras zelf, zo werd gezegd, had dit vermogen. Dit idee van de harmonie van de sterren werd in de 17e eeuw opnieuw opgepakt door Kepler. Deze Duitse astronoom deed dit echter in een context die al gekenmerkt werd door de opkomst van de wetenschappelijke methode. De zin of uitdrukking van Kepler die u noemde, weerspiegelt niet alleen een poëtische visie op de kosmos, maar ook een poging om de orde die ten grondslag ligt aan de planetaire beweging wiskundig te beschrijven. Zelfs met de vooruitgang van de wetenschap in de moderne tijd – gebaseerd op observatie, experimenten en wiskundig redeneren – bleef het oude idee dat het universum principes van harmonie volgt bestaan, zij het geherinterpreteerd in het licht van de nieuwe wetenschappelijke gedachte die ontstond.

Het is waar dat wanneer een object met hoge snelheid passeert – bijvoorbeeld een kogel of een zweep – het een soort gesis produceert, het geluid van dat object dat door de lucht snijdt. Produceren planeten vanuit wetenschappelijk perspectief geluid terwijl ze door de ruimte bewegen?

[gelach] Dit zijn heel verschillende schalen, en bovenal is de interstellaire ruimte in wezen een vacuüm, of bijna vacuüm. Dit betekent dat geluidsgolven zich er niet kunnen voortplanten, omdat ze een materieel medium nodig hebben, zoals lucht, water of een vaste stof. In onze wereld kunnen we bijvoorbeeld het geluid van een vallende boom horen omdat er lucht omheen is, en bij de impact trillen de luchtdeeltjes, waardoor het geluid naar onze oren wordt overgebracht. In dit verband rijst een oude vraag: als er niemand in het bos is, produceert een vallende boom dan geluid? In het geval van planeten die door de ruimte bewegen, zelfs als we de beperking van een vacuüm buiten beschouwing laten, zou elk geluid dat ze produceren door niemand in de buurt kunnen worden waargenomen.

Een andere figuur die hier wordt uitgelicht, is Galileo's vader, die de relatie tussen muziek en astronomie perfect belichaamt. Vicenzo Galilei, luitist en componist, schreef een muzikale verhandeling. Voor zover ik weet, wijdde hij zich ook aan experimenteel onderzoek, net als zijn zoon later zou doen.

Het klopt. Vicenzo Galilei is in feite een uitstekend voorbeeld van de relatie tussen muziek en wetenschap, vooral in een tijd waarin de grenzen tussen disciplines veel vager waren dan tegenwoordig. Als luitspeler en componist beperkte hij zich niet tot de artistieke praktijk: hij ging verder en paste experimentele methoden toe om de basisprincipes van akoestiek en harmonie te begrijpen. Zijn muzikale verhandeling weerspiegelt deze onderzoekende aanpak en toont aan dat muziek wetenschappelijk bestudeerd kon worden. Het is fascinerend om te bedenken dat deze experimentele mentaliteit zijn eigen zoon mogelijk heeft beïnvloed, die deze principes toepaste op astronomie en natuurkunde. Het is een kwestie van zeggen: zo vader, zo zoon. Er is een interessant voorbeeld met betrekking tot de studie van de beweging van bollen op hellende vlakken, waarvan de wetten te danken waren aan Galileo jr. Destijds bestonden er geen nauwkeurige instrumenten voor tijdmeting – alleen zeer rudimentaire apparaten, zoals waterklokken. En hij, misschien geïnspireerd door de muziekinstrumenten van zijn vader – in dit geval de luit – zal op de goot van het hellende vlak hebben geplaatst wat bij snaarinstrumenten frets worden genoemd: de vakjes die zich op de hals van het instrument bevinden.

Een soort metalen staven.

Precies. Geïnspireerd door de frets van snaarinstrumenten construeerde Galileo Galilei een hellend vlak met een groef die op regelmatige afstanden was gesegmenteerd. Terwijl de bollen door de groef rolden en door deze scheidingen gingen, produceerden ze bij impact een duidelijk geluid. De cadans van deze geluiden stelde hem dus in staat om met enige precisie de snelheid te meten waarmee de bollen door de groef rolden. Een reconstructie van dit hellende vlak is te zien in het Galileo Museum in Florence.

Nog steeds bezig met de relatie tussen astronomie en muziek: we hebben ook het geval van William Herschel. Ik herinnerde me dat ik over zijn observaties van de nachtelijke hemel had gelezen. Ik had me niet gerealiseerd dat hij ook een productief componist was.

Het is waar. Sterker nog, ons boek bevat zelfs de hoes van een cd met zijn werk. Let wel: er waren in het verleden veel bekende muzikanten, en niet allemaal zijn ze opgenomen of zelfs maar uitgevoerd. In het geval van Herschel, de ontdekker van Uranus, hebben we gelukkig opnames van enkele van zijn composities.

Over muziek en astronomie gesproken, Gustav Holst is bijna onvermijdelijk. Ik luisterde een tijdje geleden naar The Planets en het viel me op dat het werk, als het een andere titel had gehad, misschien onopgemerkt was gebleven. Dat idee van de zeven planeten die bij elk van de delen horen, blijft echt hangen.

Ik zou willen zeggen dat, als we aan Rossini denken, de muziek soms niets te maken heeft met het werk waar het deel van uitmaakt. Bijvoorbeeld, "De Barbier van Sevilla", een van de meesterwerken van de komische opera, heeft een zeer beroemde ouverture die oorspronkelijk niet voor deze opera was gecomponeerd. Rossini componeerde hem voor "Elisabetta, Regina d'Inghilterra", een dramatische opera. Denk hier eens over na: hij componeert een ouverture voor een dramatisch werk die hij later hergebruikt, waarbij hij een soort zelfplagiaat pleegt door hem in een komisch werk te verwerken. Ik ben ervan overtuigd dat Holst, toen hij het werk componeerde dat hij "De Planeten" noemde, mogelijk geïnspireerd was door de planeten, maar waarschijnlijk meer in de zin van astrologie dan van astronomie. Het werk heeft meer te maken met de traditionele ideeën die met elke planeet volgens de dierenriem worden geassocieerd dan met wetenschappelijke concepten. Mensen voelen zich inderdaad erg aangetrokken tot deze thema's. Dus ja, de titel heeft zeker geholpen, vooral omdat hij erg pakkend is. Coldplay heeft ook een album genaamd 'Music of the Spheres', dat wederom verwijst naar universele harmonie. Deze verbinding tussen de planeten, de kosmos, astronomie en zelfs astrologie blijft fascinerend...

…blijkbaar van de Chaldeeuwers tot heden. Zoals in het boek wordt uitgelegd, kende de 19e eeuw een grote wetenschappelijke vooruitgang, maar tegelijkertijd lokte dit een reactie uit in de kunstwereld, die zich ook richtte op het waarderen van de natuur en het uitdagen van het rationalisme. Ik heb het natuurlijk over de romantiek. En een van de fundamentele concepten is het sublieme, dat uit de 18e eeuw stamt. Hoe evoceer je landschappen, bergen, rivieren en afgronden met muziek? Hoe worden deze beelden overgebracht? Denk je dat het slechts een conventie is die degenen die deze taal beheersen kunnen interpreteren – 'dat is een berg' of een rivier – of is er daadwerkelijk een overeenkomst? De waarheid is dat wanneer we de ouverture van Wagners Het Spookschip horen, het lijkt alsof we de woeste zee, de storm, de storm zien.

Ja, het is relatief eenvoudig om een storm in muzikale termen te suggereren. Sterker nog, het was heel gebruikelijk. Hoeveel opera's bevatten een storm? Sterker nog, het werd mode, vooral tijdens de Belcanto-periode. Rossini was daar een expert in. Natuurlijk zijn bergen, of bergketens, anders. Wat ik eerder over Holst zei, geldt hier ook. Maar artistieke ervaring, en met name muzikale ervaring, is zeer subjectief. Ik kan het voorbeeld geven van de Grand Canyon Suite [van Ferde Grofé]. Als ik niet wist dat deze verwijst naar of geïnspireerd is door de Grand Canyon, denk ik niet dat ik het zou kunnen begrijpen, noch ik, noch iemand anders, waarschijnlijk. Maar dat is ook niet zo belangrijk. Wat belangrijk is, is dat, op de een of andere manier, het beschouwen van dat bewegende landschap de componist inspireerde. Wat er in de Romantiek gebeurt, is de invloed van grote aardse landschappen op de menselijke geest en, uiteindelijk, dat gevoel van menselijke nietigheid. Het idee van het sublieme omvat zelfs een dimensie van terreur en het besef van onze kwetsbaarheid ten opzichte van de enormiteit van de wereld en haar krachten. Ik denk niet dat je kunt zeggen dat dit of dat muzikale werk ons, de luisteraars, een specifiek landschap suggereert. Er is echter wel degelijk een tijdsgeest. Deze fascinatie voor het sublieme, voor grandioze natuurlandschappen, manifesteerde zich expliciet in de schilderkunst. Maar in de schilderkunst is dat gemakkelijk, toch? Toch is het logisch dat muziek dit tot op zekere hoogte ook weerspiegelde. Het is de moeite waard om te onthouden dat de moderne geologie begin 19e eeuw haar eerste stappen zette en ontdekte dat de aarde toch veel ouder is dan voorheen werd gedacht. Toen ontstond het concept van diepe tijd. Hier is een interessante parallel met muzikale structuren. Het symfonische genre bijvoorbeeld, wordt aanzienlijk langer. Elk deel van een symfonie wordt langer dan een hele symfonie van Haydn in de 18e eeuw. Is er sprake van invloed of niet? Ik ben geneigd dat te geloven. Mensen begonnen een nieuwe perceptie van tijd te krijgen. Tijd was iets veelomvattenders, een veel breder concept dan voorheen werd gedacht. Het is logisch dat muziek dit weerspiegelde. En naarmate we het einde van de 19e eeuw naderden, werden de symfonieën steeds langer. Maar het is grappig dat er tegelijkertijd ook heel korte muziekstukken ontstonden.

De miniaturen.

Ze hebben altijd bestaan, maar werden beschouwd als minder belangrijke stukken. Wat nu nieuw is, is dat ze niet langer inferieur zijn – ze zijn niet langer slechter omdat ze klein zijn. Ze hebben nu intrinsieke waarde, ongeacht hun omvang. En sommige auteurs associëren de opkomst van deze miniaturen met nieuwe concepten van tijd. Eerst was het diepe tijd: de tijd van de geologie, van de evolutionaire biologie, waarin alles lang duurt. Vanaf het midden van de 19e eeuw begon de trein zich uit te breiden. En sommigen beweren dat dit de opkomst van korte muziekstukken heeft beïnvloed. Er ontstond een andere interpretatie van tijd. Het is normaal dat muziek deze invloeden, deze nieuwe ideeën, deze nieuwe percepties weerspiegelt.

Nu we het over de natuur hebben, is er een interessant punt dat je noemt: het zijn niet alleen mensen die muziek maken. Er zijn brulapen, maar ook honden en wolven. Maar vooral vogels zijn meesters in zang. Vivaldi bijvoorbeeld, geloof ik, imiteert in "De zomer van de vier jaargetijden" het gezang van de koekoek.

Door de muziekgeschiedenis heen is de koekoek veelvuldig geïmiteerd. Dat is logisch; hij heeft een zeer aantrekkelijk lied. De koekoek en de nachtegaal waren in feite de twee vogels die het vaakst in muziekstukken werden afgebeeld, en ze inspireerden veel componisten juist vanwege de schoonheid en expressiviteit van hun lied.

In de relatie tussen wetenschap en muziek kunnen we niet nalaten om musici te noemen die chemicus zijn, of chemici die musicus zijn, aangezien João Paulo een muziekminnende chemicus is. Het meest interessante geval is misschien wel dat van Borodin. En dan is er natuurlijk Elgar.

Borodin was hoogleraar scheikunde aan de medische faculteit in Sint-Petersburg en wijdde zich in het weekend aan muziek.

Hij was een zondagsmuzikant.

Zoals hij zelf zei. Elgar is het tegenovergestelde: hij was een professioneel muzikant die zijn vrije tijd aan scheikunde wijdde. Hij had een laboratorium thuis – aanvankelijk in de kelder – en patenteerde zelfs een apparaat voor de productie van waterstofsulfide. Kent u die stinkende vuurwerkbommen op kermis? Het is waterstofsulfide – het ruikt naar rotte eieren. Dat is waarschijnlijk de reden waarom hij het laboratorium uiteindelijk naar een schuur achter het huis verplaatste.

[gelach]

We hadden zelfs het geluk dat de Elgar Society in Groot-Brittannië ons zo vriendelijk een foto van het boek Analytische Chemie stuurde dat Elgar gebruikte bij zijn experimenten. Je kunt zien dat het bedekt is met chemische vlekken.

Voor mij is het grote mysterie van muziek hoe het rechtstreeks toegang lijkt te hebben tot onze emoties, hoe het de kracht heeft om ons een goed of melancholisch, soms zelfs euforisch gevoel te geven, zoals te horen is op concerten of in nachtclubs. Kan de wetenschap dit verklaren? Hoe kunnen simpele klanken, die uiteindelijk vrij abstract zijn, onze gevoelens aanwakkeren?

De wetenschap kan sommige dingen verklaren, maar er valt nog veel te leren. Er zijn verklaringen voor dingen zoals de rillingen, of rillingen, die we voelen bij bepaalde akkoorden, bij bepaalde melodieën, en er is enig begrip van hoe het luisteren naar muziek ons terug in de tijd kan voeren, bijvoorbeeld herinneringen uit het verleden oproepend. Maar over het algemeen moet bijna alles nog ontdekt worden. Op dit moment zijn het de levenswetenschappen – we hebben het over evolutionaire biologie, cognitieve psychologie, neurowetenschappen – en ook biomusicologie, een nieuwe, interdisciplinaire discipline die eind vorige eeuw ontstond, die proberen ons vermogen om muziek te waarderen en te creëren te begrijpen. Aanvankelijk werden er pogingen gedaan om bijvoorbeeld te verklaren waarom onze oren de voorkeur geven aan consonante akkoorden en dissonante akkoorden tot op zekere hoogte afwijzen. Vervolgens werden wiskundige verbanden ontdekt: consonante akkoorden corresponderen met eenvoudige verhoudingen; dissonante akkoorden met complexere verhoudingen, zoals ik al zei. Daarna kwam de natuurkunde, met de studie van frequenties en harmonischen, enzovoort.

Maar het verklaart nog steeds niet...

Uiteindelijk blijft het mysterie bestaan. De levenswetenschappen hebben nog steeds veel te zeggen over ons vermogen om muziek te maken en erdoor geraakt te worden. Tot nu toe werd deze discussie gekenmerkt door twee extreme standpunten: enerzijds evolutionisten en adaptisten, in navolging van Darwin; anderzijds degenen die beweren dat onze muzikaliteit niets evolutionairs of adaptiefs heeft.

Nutteloos.

Voor de eerste geldt: ja, onze muzikaliteit heeft een biologische oorsprong. Aan het andere uiterste staan degenen die beweren dat onze aanleg voor muziek uitsluitend een culturele uitvinding was. En het waren deze twee tegengestelde standpunten die tot nu toe deze dialoog hebben gestuurd. Tegenwoordig begint er echter begrip te ontstaan voor een tussenliggende positie: het idee dat er co-evolutionaire processen tussen genen en cultuur hebben plaatsgevonden.

Een compromis, zeg maar. Denk jij daar ook zo over?

Zonder twijfel. Ik denk dat het veel logischer is om te denken aan een wisselwerking tussen het biologische en het culturele.

Ik zei eerder al dat muziek nutteloos kan zijn, maar de waarheid is dat het in de loop der tijd veelvuldig als vorm van therapie is gebruikt.

Het is waar. En zelfs als onze muzikale vaardigheden niet voortkomen uit een specifiek biologisch proces van onze voorouders, heeft muziek zich op verschillende gebieden bewezen, waarvan therapie een van de belangrijkste is. De effecten van muziek op lichaam en geest werden al in de oudheid erkend. Tegenwoordig is muziektherapie een gerenommeerd vakgebied, met toepassingen in een breed scala aan contexten – van geestelijke gezondheid tot neurodegeneratieve aandoeningen, waaronder chronische pijn, fysieke revalidatie, autisme en vele andere. Met andere woorden, zelfs als het oorspronkelijk niet bedoeld was om nuttig te zijn, heeft het vele manieren gevonden om nuttig te zijn.