Das Timbre kann beeinflussen, welche Harmonie Musik in unseren Ohren ist.

Die mathematischen Regeln für die Erzeugung musikalischer Harmonie könnten flexibler sein als gedacht.

Die westliche Musiktheorie hält traditionell fest, dass Akkorde am angenehmsten klingen, wenn sie Noten enthalten, die durch bestimmte Intervalle getrennt sind (SN: 5/9/23). Genauer gesagt, Intervalle, bei denen die Frequenzen der Noten einfache Verhältnisse haben - wie 2:1 (eine Oktave) oder 3:2 (eine Quinte).

Aber neue Forschungen zeigen, dass die tatsächlich bevorzugten Harmonien der Menschen vom Klang der Noten abhängen. Der Klang ist das besondere Flair des von bestimmten Instrumenten erzeugten Tons - der Grund, warum die gleiche Note bei gleicher Lautstärke auf dem Klavier, der Gitarre oder dem Gong anders klingt.

Diese Erkenntnisse, die am 19. Februar in Nature Communications berichtet wurden, zeigen, dass das Rezept für eine schöne Harmonie nuancierter ist als eine einfache Reihe von mathematischen Beziehungen. Die Ergebnisse könnten auch helfen zu erklären, warum verschiedene Kulturen auf der ganzen Welt - deren Instrumente unterschiedliche Klangfarben erzeugen - unterschiedliche Musikskalen entwickelt haben.

Wissenschaftler wissen, dass die Kultur eine Rolle bei den Vorlieben der Menschen für verschiedene Notenmischungen spielt, sagt Tuomas Eerola, der Musikwahrnehmung an der Durham University in England studiert, aber nicht an der neuen Forschung beteiligt war. "Diese Studie zeigt sehr schön, dass es nicht nur irgendeinen beliebigen [kulturellen Einfluss] gibt. Es könnte von der Art der Instrumente kommen, die in bestimmten Kulturen verwendet werden."

Mehr als 4.000 Online-Teilnehmer aus den USA haben eine Reihe von Tests zur Wahrnehmung von Harmonie absolviert, bei denen sie Noten gehört haben, die am Computer so bearbeitet wurden, dass sie unterschiedliche Klangfarben haben. In einem Test bewerteten die Menschen die Angenehmheit von Akkorden, die realistische synthetische Noten enthalten, die ähnlich klingen wie die von westlichen Instrumenten erzeugten. Zur Überraschung der Forscher schienen die Menschen Intervalle leicht abweichend von denen zu bevorzugen, die auf einfache, "ideale" Frequenzverhältnisse abgestimmt sind.

Die Menschen könnten diese Intervalle bevorzugen, weil musikalische Noten, die leicht von "idealen" Verhältnissen abweichen, dazu führen, dass der Klang langsam pulsiert und einem Akkord zusätzliche Textur verleiht. "Nicht zu viel, aber eine kleine Abweichung vom ganzzahligen Verhältnis, die ein wenig Rauheit erzeugt", sagt der Mitautor der Studie, Nori Jacoby. "Wenn Sie das haben, fühlt es sich angenehmer an." Jacoby ist Kognitionswissenschaftler und erforscht die auditiven Wahrnehmungen am Max-Planck-Institut für empirische Ästhetik in Frankfurt am Main, Deutschland.

In einem anderen Experiment hörten die Menschen Akkorde, die synthetische Noten enthielten, die nach einem nicht-westlichen Instrument modelliert waren: dem Bonang. Diese Sammlung von Gongs wird in der javanischen Version eines indonesischen Musikensembles namens Gamelan gespielt. Als die Studienteilnehmer Akkorde mit Bonang-ähnlichen Klangfarben hörten, bevorzugten sie Intervalle mit völlig anderen Frequenzverhältnissen als den westlichen "idealen" Verhältnissen.

Diese Akkordpräferenzen passten ziemlich gut zu einer in javanischen Gamelans verwendeten Musikskala namens Slendro-Skala. Diese Skala hat fünf Noten pro Oktave - im Vergleich zu den zwölf Noten der Westler, inklusive Halbtönen - mit Frequenzverhältnissen, die nicht einmal annähernd einfachen ganzzahligen Verhältnissen entsprechen. (Die Slendro-Skala kann auf westlichen Instrumenten wie dem Klavier nicht gespielt werden, da einige ihrer Noten zwischen den Tasten liegen würden.)

"Das war wirklich ein auffälliges Phänomen", sagt Jacoby. Obwohl die westlichen Teilnehmer wahrscheinlich wenig oder gar keine vorherige Erfahrung mit javanischer Gamelan-Musik hatten, schienen sie intuitiv Akkorde zu bevorzugen, die in diesem Musikstil zu Hause sind, während sie einen künstlichen Bonang hörten. "Das deutet auf etwas über den Ursprung der Musikskalen hin", sagt Jacoby, "sie können stark von der Art des Instruments, für das sie verwendet werden, beeinflusst werden."

Die Idee, dass die Klangfarbe den Vorzug der Menschen für "perfekte" gegenüber "unperfekten" Verhältnissen in musikalischen Intervallen beeinflusst, entspricht der Erfahrung beim Stimmen und Spielen von Gamelan-Instrumenten, sagt Ki Midiyanto, ein zentral-javanischer Musiker und Experte für Gamelan-Musik an der University of California, Berkeley.

Das Stimmen von bronzenen Gamelan-Instrumenten wie dem Bonang "wird nach Gefühl gemacht, und signifikante Unterschiede zwischen den Instrumentensätzen sind die Norm", sagt Midiyanto. "Diese Variation ist sowohl ästhetisch wünschenswert als auch in gewissem Maße unvermeidlich, da die Stimmung der Instrumente im Laufe der Zeit nicht vollständig stabil bleibt."

Tatsächlich ist es üblich, eine Oktave bei höher gestimmten Bronzepfennigen absichtlich etwas weiter auseinander zu ziehen als das "ideale" Frequenzverhältnis, um einen schöneren Kombinationsklang zu erzeugen, wenn alle Instrumente eines Gamelans zusammen gespielt werden, sagt Midiyanto. Aber das wird nie mit Saiteninstrumenten in Gamelan-Ensembles gemacht, wie der Siter und Celempung.

Das Team von Jacoby führte weitere Experimente durch, die zeigten, dass das Manipulieren der Klangfarbe die von 68 Menschen aus Südkorea bevorzugten Harmonien beeinflusste - ein früher Beweis dafür, dass Klangfarbeneffekte kulturübergreifend wirken.

“It’s a clever use of crowdsourcing and really large-scale online experiments,” Eerola says. “They’ve raised the bar for future studies quite a bit.” In the future, Eerola would like to see similar investigations with people from other parts of the world who may not have as much exposure to Western music as those in South Korea. 

Other future studies, the researchers say, could explore how people’s experience of harmony changes when chords are embedded within the larger context of a song, or probe other perceptions of harmony beyond simple pleasantness — such as how different chords evoke happiness, nostalgia or other feelings.