Бах сочинил на предложенную Фридрихом тему еще десять пьес. В каждую из них он включил простую мелодию и математическое правило или алгоритм для развития этой мелодии в гармонизированную пьесу. Каждое из приношений было представлено в виде головоломки, которую должен был решить исполнитель пьесы. Например, в одной из пьес содержится всего лишь одна нотная строка, в конце которой стоит перевернутый ключ. Этот перевернутый ключ указывает на алгоритм, который, по замыслу Баха, должен применить к мелодии исполнитель. Алгоритм требует взять первоначальную мелодию, перевернуть ее и исполнять эту перевернутую мелодию одновременно с исходной, что дает фортепианную пьесу для двух рук. Такой алгоритм – это правило, применяемое к исходной мелодии для добавления к пьесе новых партий. Если алгоритм для распознавания образов работает с любой фотографией, какова бы она ни была, то музыкальный алгоритм создает пьесу, какова бы ни была исходная мелодия. В каждой из десяти пьес, составляющих начало «Музыкального приношения», есть свои собственные алгоритмические приемы для математических преобразований исходной темы.
Бах любил применять к исходной мелодии еще одно правило: он сдвигал второй голос не только вправо, но и вверх или вниз, изменяя тональность. Кроме того, он использовал симметричные преобразования мелодии. Второй голос мог воспроизводить ее задом наперед. Этот прием аналогичен зеркальному отражению узора. Комбинируя все эти правила, можно построить алгоритм, который создаст гармоничную и сложную пьесу, отталкиваясь от одной мелодии, например такой, какую задал Баху Фридрих Великий. Бах понимал, как этот алгоритмический подход к королевской задаче способен помочь ему сымпровизировать фугу на заданную тему.
Хотя этот прусский король более всего известен своими военными победами, Фридрих Великий всю жизнь был еще и страстным любителем музыки. Несмотря на то что в детстве отец буквально пытался выбить из него столь легкомысленные склонности, Фридрих удачно сочетал в себе воинскую доблесть с поклонением величайшим музыкальным талантам, которых он собирал при своем дворе в Потсдаме. Среди них был и сын Баха Карл Филипп Эмануэль, служивший придворным клавесинистом. «Музыкальное приношение» появилось в 1747 году в результате посещения шестидесятидвухлетним Бахом сына, который служил тогда при дворе. Дорога была трудной и заняла несколько дней, так что, когда Бах приехал в Потсдам, он надеялся отдохнуть в доме сына. Однако, когда Фридриху принесли список чужестранцев, приехавших в город этим вечером, он взволнованно воскликнул: «Господа, здесь старый Бах!» – и немедленно послал Баху приглашение провести с ним вечер за музицированием. Ему особенно хотелось похвастаться своей новой коллекцией фортепиано. Говорят, что инструменты работы мастера Зильбермана из Фрайберга произвели на него такое впечатление, что он купил все пятнадцать его фортепиано, и они были расставлены по всему дворцу.Когда Бах получил приглашение из дворца, у него не было времени даже переодеть дорожное платье. Королей не заставляют ждать. Он явился к королю, и они стали переходить из комнаты в комнату, пробуя фортепиано, стоявшие там. Поскольку Фридрих слышал о фантастической способности Баха к импровизации, он сел за инструмент и предложил Баху сочинить пьесу на основе темы, которую король наиграл на своем новом фортепиано. Это была необычная мелодия. В ней было множество хроматических ходов без какой-либо определенной тональности. Она была невозможно длинной и сложной. Композитор XX века Арнольд Шёнберг даже поражался хитроумности ее построения: она «не допускала ни одной канонической имитации». Другими словами, к ней нельзя было применить ни одно из правил классического контрапункта. Кое-кто предполагал даже, что Фридрих специально разработал эту неразрешимую задачу вместе с сыном Баха. К.Ф.Э. Баху давно надоело жить в тени отца. Он считал его работы старомодными и хотел сочинять музыку нового стиля. Поэтому это задание, возможно, должно было выявить недостатки стиля и метода Баха-отца. Как сказал Шёнберг, они хотели «насладиться беспомощностью жертвы этой тщательно подготовленной ловушки». Если это так, их планы потерпели совершенно феерический крах. Старый Бах сел за фортепиано и тут же сочинил на эту сложную тему потрясающую трехголосную фугу.
Одна из причин, по которым Буланже настаивала, чтобы Филип Гласс начал сочинение музыки с Баха, состоит в том, что в творчестве Баха очень заметно присутствие алгоритмов. , вдохновленное заданием, которое дал Баху Фридрих Великий.
Сочинение этой простой пьесы помогло мне понять тесную связь между алгоритмами и сочинением музыки. Алгоритм – это набор правил, в который можно ввести разные данные и, применяя к ним эти правила, получить результат. Исходно вводимые данные – это семя. Алгоритм – способ проращивания этого семени. Мы видели, что в алгоритм можно ввести два числа и, применяя алгоритм Евклида, найти наибольшее число, на которое делятся оба исходных. Есть алгоритмы, которые берут разные изображения и, проанализировав их, могут сказать, что именно на них изображено. Есть алгоритмы, выращивающие фрактальную графику: для этого они начинают с простого геометрического рисунка и создают сложное изображение, многократно применяя математическую формулу. Алгоритмы, работающие с музыкой, имеют похожие качества. Возможно, увидеть, почему алгоритмы являются ключевым элементом инструментария композитора, можно на примере одного из ранних произведений Филипа Гласса. Эта пьеса под названием «1 + 1» написана для одного исполнителя, который выстукивает ритмическую последовательность на столешнице; звук усиливается контактным микрофоном. Семенами пьесы являются два ритма: первый, который я назову ритмом А, состоит из двух коротких звуков и следующего за ними долгого звука, а второй, ритм В, – из одного только долгого звука. Гласс предлагает исполнителю комбинировать эти ритмы в соответствии с какими-либо регулярными арифметическими прогрессиями. Это и есть алгоритм, который проращивает семена. Исполнитель может выбрать любые алгоритмы по своему вкусу, но Гласс приводит примеры разных арифметических прогрессий, которые можно использовать для «выращивания» этой пьесы. Например, ABAABBBAAABBBBB… Здесь ритм А каждый раз удлиняется на одну единицу, а ритм В – на две. Я думаю, многие критиковали Гласса, говоря: «Да ладно, где же здесь музыка? Это просто монотонные звуки!», но, по-моему, эта пьеса кристаллизует самую суть любой музыки – мозг слушателя осознает, что эти звуки не случайны и не получаются простым повторением. Попытки проанализировать конструкцию пьесы и распознать скрытые в ней закономерности доставляют немало удовольствия. Именно идея закономерности, на мой взгляд, и обеспечивает такую тесную связь музыки с миром математики.
Она предложила начать с правил, которые регулировали средневековое многоголосье, в котором одной из форм полифонического произведения был так называемый мензуральный, или пропорциональный, канон на основе одной музыкальной темы. Идея заключается в следующем: нужно начать с простой мелодии, которая поется одним голосом. Второй голос поет ту же мелодию в два раза медленнее, а третий – в два раза быстрее. Таким образом, мы получаем три голоса, поющие в разных, но тесно связанных между собою ритмах. Когда мы слушаем полифоническое произведение, построенное таким образом, наш мозг замечает закономерность, связывающую все три голоса.
В 1964 году, когда Филип Гласс учился в Париже у Нади Буланже, каждый его урок начинался с Баха. Каждую неделю Гласс должен был выучивать новый хорал Баха, а «Искусство фуги» было ключевым элементом учебной программы. После того как он осваивал очередной хорал, гимн для четырех голосов, ему нужно было добавить к исходным четырем голосам еще четыре так, чтобы ни один из голосов не повторял других и тем не менее все они гармонично сочетались друг с другом. Буланже считала, что все великие композиторы должны начинать с погружения в Баха.
До сих пор существует глубокий разрыв между теми, кто работает с карандашом и бумагой (может быть, время от времени используя компьютер для проверки рутинных расчетов), и теми, кто хочет использовать компьютеры для доказательства новых теорем. Идея применения компьютеров в проверке теорем становится приемлемой: в этом процессе руководит по-прежнему человек, создавший доказательство.
Даже если математикам удается разбираться в своей узкой области, математическое сообщество в целом уже не в состоянии проверять работу других. Математики оказываются во все более изолированном положении.
Некоторые политики начинают спрашивать, почему общество должно платить людям, занимающимся вещами, которые не имеют никакого практического применения. Воеводский считал, что важно показать, почему даже те, весьма эзотерические, исследования, которыми занимался он, тем не менее могут приносить обществу важнейшие практические результаты.
О проекте
О подписке