Timbre kan beïnvloeden wat harmonie voor onze oren is muziek

De wiskundige regels voor het creëren van muzikale harmonie kunnen flexibeler zijn dan gedacht.

De westerse muziektheorie houdt traditioneel in dat akkoorden het meest aangenaam klinken als ze noten bevatten die door bepaalde intervallen van elkaar gescheiden zijn (SN: 5/9/23). Namelijk intervallen waarbij de frequenties van de noten eenvoudige verhoudingen hebben, zoals 2:1 (een octaaf) of 3:2 (een kwint).

Maar nieuw onderzoek onthult dat de werkelijke voorkeur van mensen voor harmonieën afhangt van het timbre van de noten. Timbre is het specifieke klankkarakter dat door specifieke instrumenten wordt geproduceerd - de reden dat dezelfde noot gespeeld op hetzelfde volume anders klinkt op de piano, gitaar of gong.

Deze bevindingen, gerapporteerd op 19 februari in Nature Communications, tonen aan dat het recept voor een mooie harmonie genuanceerder is dan een eenvoudige reeks wiskundige verhoudingen. De resultaten kunnen ook helpen verklaren waarom verschillende culturen over de hele wereld - wiens instrumenten verschillende timbres voortbrengen - verschillende muzikale toonladders hebben ontwikkeld.

Onderzoekers weten dat cultuur een rol speelt bij de voorkeuren van mensen voor verschillende mengsels van noten, zegt Tuomas Eerola, die muziekcognitie bestudeert aan de Durham University in Engeland, maar niet betrokken was bij het nieuwe onderzoek. "Deze studie laat mooi zien dat het niet zomaar een willekeurige invloed is. Het kan voortkomen uit het type instrumenten dat wordt gebruikt in bepaalde culturen."

Meer dan 4.000 online deelnemers uit de Verenigde Staten voltooiden een reeks tests voor de perceptie van harmonie, waarbij ze naar noten luisterden die op een computer waren gecreëerd om verschillende timbres te hebben. In één test beoordeelden mensen het aangename gevoel van akkoorden met realistische synthetische noten die lijken op de noten die door westerse instrumenten worden geproduceerd. Tot verrassing van de onderzoekers leken mensen intervallen die iets afweken van die welke waren afgestemd op eenvoudige, "ideale" frequentieverhoudingen, te verkiezen.

Mensen zouden deze intervallen kunnen verkiezen omdat wanneer muzieknoten die iets afwijken van "ideale" verhoudingen interacteren, ze ervoor zorgen dat het geluid langzaam pulseert, waardoor een akkoord wat extra textuur krijgt. "Niet te veel, maar een beetje afwijking van de gehele verhouding die een beetje ruwheid creëert," zegt studie coauteur Nori Jacoby. "Als je dat hebt, heb je het gevoel dat het prettiger is." Jacoby is cognitief wetenschapper en bestudeert auditieve perceptie aan het Max Planck Instituut voor Empirische Esthetiek in Frankfurt am Main, Duitsland.

In een ander experiment luisterden mensen naar akkoorden met synthetische noten die waren gemodelleerd naar een niet-westers instrument: de bonang. Deze verzameling gongs wordt bespeeld in de Javaanse versie van een Indonesisch muzikaal ensemble genaamd gamelan. Wanneer deelnemers aan het onderzoek naar akkoorden luisterden met bonang-achtige timbres, verkozen ze intervallen met heel andere frequentieverhoudingen dan de westerse "ideale" verhoudingen.

De voorkeur voor akkoorden kwam vrij goed overeen met een muzikale toonladder die in Javaanse gamelans wordt gebruikt, de slendro-schaal. Deze toonladder heeft vijf noten per octaaf - in vergelijking met de twaalf van de westerlingen, inclusief kruisen en mollen - met frequentieverhoudingen die absoluut niet eenvoudig zijn. (De slendro-schaal kan niet gespeeld worden op westerse instrumenten zoals de piano, omdat sommige van de noten tussen de toetsen zouden vallen.)

"Dat was een heel opvallend fenomeen," zegt Jacoby. Hoewel westerse deelnemers waarschijnlijk weinig of geen eerdere blootstelling hadden aan Javaanse gamelanmuziek, leken ze intuïtief de voorkeur te geven aan akkoorden die passen bij die muziekstijl terwijl ze luisterden naar een kunstmatige bonang. "Dit suggereert iets over de oorsprong van muzikale toonladders," zegt Jacoby, "dat ze sterk kunnen worden beïnvloed door het soort instrument waar ze voor worden gebruikt."

Het idee dat timbre invloed heeft op de voorkeur van mensen voor "perfecte" versus "onvolmaakte" verhoudingen in muzikale intervallen komt overeen met de ervaring van het stemmen en bespelen van gamelan instrumenten, zegt Ki Midiyanto, een centraal Javaanse muzikant en expert in gamelan muziek aan de University of California, Berkeley.

Het stemmen van bronzen gamelan instrumenten zoals de bonang "gebeurt op gevoel, en aanzienlijke verschillen tussen sets van instrumenten zijn de norm," zegt Midiyanto. "Deze variatie is zowel esthetisch wenselijk als tot op zekere hoogte onvermijdelijk, omdat het stemmen van een instrument niet volledig stabiel blijft over de tijd."

Inderdaad, het is gebruikelijk om een octaaf op doel iets verder uit elkaar te trekken dan de "ideale" frequentieverhouding bij hoger gestemde bronzen instrumenten om een mooier gecombineerd timbre te creëren wanneer alle instrumenten van een gamelan samen worden bespeeld, zegt Midiyanto. Maar dat wordt nooit gedaan met snaarinstrumenten in gamelan ensembles, zoals de siter en celempung.

Het team van Jacoby heeft verder onderzoek gedaan waaruit bleek dat knoeien met timbre de voorkeurs harmonieën van 68 mensen uit Zuid-Korea beïnvloedde - wat vroeg bewijs biedt dat de effecten van klankkleur zich over culturen heen generaliseren.

“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.