Music: Language We All Speak

Music: Language We All Speak

Section A   Music is one of the human species’ relatively few universal abilities. Without formal training, any individual, from Stone Age tribesman to suburban teenager, has the ability to recognise music and, in some fashion, to make it. Why this should be so is a mystery. After all, music isn’t necessary for getting through the day, and if it aids in reproduction, it does so only in highly indirect ways. Language, by contrast, is also everywhere – but for reasons that are more obvious. With language, you and the members of your tribe can organise a migration across Africa, build reed boats and cross the seas, and communicate at night even when you can’t see each other. Modern culture, in all its technological extravagance, springs directly from the human talent for manipulating symbols and syntax.

Scientists have always been intrigued by the connection between music and language. Yet over the years, words and melody have acquired a vastly different status in the lab and the seminar room. While language has long been considered essential to unlocking the mechanisms of human intelligence, music is generally treated as an evolutionary frippery – mere “auditory cheesecake”, as the Harvard cognitive scientist Steven Pinker puts it.

Section B   But thanks to a decade-long wave of neuroscience research, that tune is changing. A flurry of recent publications suggests that language and music may equally be able to tell us who we are and where we’re from – not just emotionally, but biologically. In July, the journal Nature Neuroscience devoted a special issue to the topic. And in an article in the 6 August issue of the Journal of Neuroscience, David Schwartz, Catherine Howe, and Dale Purves of Duke University argued that the sounds of music and the sounds of language are intricately connected.

To grasp the originality of this idea, it’s necessary to realise two things about how music has traditionally been understood. First, musicologists have long emphasised that while each culture stamps a special identity onto its music, music itself has some universal qualities. For example, in virtually all cultures, sound is divided into some or all of the 12 intervals that make up the chromatic scale -that is, the scale represented by the keys on a piano. For centuries, observers have attributed this preference for certain combinations of tones to the mathematical properties of sound itself.

Some 2,500 years ago, Pythagoras was the first to note a direct relationship between the harmoniousness of a tone combination and the physical dimensions of the object that produced it. For example, a plucked string will always play an octave lower than a similar string half its size, and a fifth lower than a similar string two thirds its length. This link between simple ratios and harmony has influenced music theory ever since.

Section C   This music-is-math idea is often accompanied by the notion that music, formally speaking at least, exists apart from the world in which it was created. Writing recently in The New York Review of Books, pianist and critic Charles Rosen discussed the long-standing notion that while painting and sculpture reproduce at least some aspects of the natural world, and writing describes thoughts and feelings we are all familiar with, music is entirely abstracted from the world in which we live. Neither idea is right, according to David Schwartz and his colleagues. Human musical preferences are fundamentally shaped not by elegant algorithms or ratios but by the messy sounds of real life, and of speech in particular – which in turn is shaped by our evolutionary heritage. “The explanation of music, like the explanation of any product of the mind, must be rooted in biology, not in numbers per se,” says Schwartz.

Schwartz, Howe, and Purves analysed a vast selection of speech sounds from a variety of languages to reveal the underlying patterns common to all utterances. In order to focus only on the raw sounds, they discarded all theories about speech and meaning, and sliced sentences into random bites. Using a database of over 100,000 brief segments of speech, they noted which frequency had the greatest emphasis in each sound. The resulting set of frequencies, they discovered, corresponded closely to the chromatic scale. In short, the building blocks of music are to be found in speech.

Far from being abstract, music presents a strange analogue to the patterns created by the sounds of speech. “Music, like visual arts, is rooted in our experience of the natural world,” says Schwartz. “It emulates our sound environment in the way that visual arts emulate the visual environment.” In music we hear the echo of our basic sound-making instrument – the vocal tract. The explanation for human music is simpler still than Pythagoras’s mathematical equations: We like the sounds that are familiar to us – specifically, we like the sounds that remind us of us.

This brings up some chicken-or-egg evolutionary questions. It may be that music imitates speech directly, the researchers say, in which case it would seem that language evolved first. It’s also conceivable that music came first and language is in effect an imitation of song – that in everyday speech we hit the musical notes we especially like. Alternately, it may be that music imitates the general products of the human sound-making system, which just happens to be mostly speech. “We can’t know this,” says Schwartz. “What we do know is that they both come from the same system, and it is this that shapes our preferences.”

Section D  Schwartz’s study also casts light on the long-running question of whether animals understand or appreciate music. Despite the apparent abundance of “music” in the natural world – birdsong, whalesong, wolf howls, synchronised chimpanzee hooting – previous studies have found that many laboratory animals don’t show a great affinity for the human variety of music making.

Marc Hauser and Josh McDermott of Harvard argued in the July issue of Nature Neuroscience that animals don’t create or perceive music the way we do. The fact that laboratory monkeys can show recognition of human tunes is evidence, they say, of shared general features of the auditory system, not any specific chimpanzee musical ability. As for birds, those most musical beasts, they generally recognise their own tunes – a narrow repertoire – but don’t generate novel melodies like we do. There are no avian Mozarts.

But what’s been played to animals, Schwartz notes, is human music. If animals evolve preferences for sound as we do – based upon the soundscape in which they live – then their “music” would be fundamentally different from ours. In the same way our scales derive from human utterances, a cat’s idea of a good tune would derive from yowls and meows. To demonstrate that animals don’t appreciate sound the way we do, we’d need evidence that they don’t respond to “music” constructed from their own sound environment.

Section E  No matter how the connection between language and music is parsed, what is apparent is that our sense of music, even our love for it, is as deeply rooted in our biology and in our brains as language is. This is most obvious with babies, says Sandra Trehub at the University of Toronto, who also published a paper in the Nature Neuroscience special issue.

For babies, music and speech are on a continuum. Mothers use musical speech to “regulate infants’ emotional states”, Trehub says. Regardless of what language they speak, the voice all mothers use with babies is the same: “something between speech and song”. This kind of communication “puts the baby in a trancelike state, which may proceed to sleep or extended periods of rapture”. So if the babies of the world could understand the latest research on language and music, they probably wouldn’t be very surprised. The upshot, says Trehub, is that music may be even more of a necessity than we realise.

Âm nhạc: Ngôn ngữ chung của tất cả chúng ta

Phần A    Âm nhạc là một trong những khả năng chung hiếm hoi của loài người. Không cần được đào tạo chính quy, bất kỳ cá nhân nào, từ thành viên bộ lạc thời kỳ đồ đá đến thiếu niên sống ở ngoại ô, đều có khả năng nhận biết âm nhạc và theo một cách nào đó, có thể tạo ra nó. Tại sao mọi thứ diễn ra như vậy là một điều bí ẩn. Xét cho cùng, âm nhạc không phải là thứ cần thiết để giúp chúng ta vượt qua một ngày vất vả, và nếu nó hỗ trợ cho việc mô phỏng lại, nó chỉ có tác dụng theo những cách rất gián tiếp. Trong khi đó, ngôn ngữ cũng xuất hiện khắp mọi nơi – nhưng vì những lý do hiển nhiên hơn. Với ngôn ngữ, bạn và các thành viên trong bộ tộc có thể tổ chức một cuộc di cư xuyên châu Phi, đóng thuyền bằng sậy để vượt biển, và giao tiếp vào ban đêm ngay cả khi bạn không thể nhìn thấy nhau. Văn hóa hiện đại, với những sự phát triển vượt bậc về công nghệ cũng xuất phát trực tiếp từ khả năng tự nhiên của con người trong việc vận dụng các ký hiệu và cú pháp.

Các nhà khoa học luôn bị hấp dẫn bởi mối liên kết giữa âm nhạc và ngôn ngữ. Tuy nhiên, trong những năm qua, phần lời và giai điệu đã có một vị thế rất khác trong phòng thí nghiệm và phòng nghiên cứu hội thảo. Trong khi ngôn ngữ từ lâu đã được coi là thiết yếu để giải mã các cơ chế của trí tuệ loài người, âm nhạc thường được coi như một vật trang trí phù phiếm của sự tiến hóa – đơn thuần là “bánh pho mát của thính giác”, như lời nhà khoa học nhận thức Steven Pinker tại Harvard.

Phần B    Nhờ làn sóng nghiên cứu thần kinh học kéo dài hàng thập kỷ, điều đó đang thay đổi. Một loạt các công bố gần đây cho thấy rằng ngôn ngữ và âm nhạc đều có thể cho chúng ta biết chúng ta là ai và chúng ta đến từ đâu – không chỉ về mặt cảm xúc mà còn về mặt sinh học. Vào tháng 7, tạp chí Nature Neuroscience đã dành một số đặc biệt cho chủ đề này. Và trong một bài báo trên Journal of Neuroscience số ra ngày 6 tháng 8, David Schwartz, Catherine Howe và Dale Purves của Đại học Duke đã lập luận rằng âm thanh của âm nhạc và âm thanh của ngôn ngữ có mối liên hệ phức tạp với nhau.

Để nắm bắt được tính độc đáo của ý tưởng này, cần phải nhận biết hai điều về cách hiểu truyền thống đối với âm nhạc. Đầu tiên, các nhà âm nhạc học từ lâu đã nhấn mạnh rằng trong khi mỗi nền văn hóa đóng dấu một bản sắc đặc biệt lên âm nhạc của mình, thì bản thân âm nhạc cũng có những phẩm chất mang tính toàn cầu. Ví dụ, trong hầu hết các nền văn hóa, âm thanh được chia thành một số hoặc tất cả 12 quãng tạo nên âm giai nửa cung- giống như thang âm được biểu thị bằng các phím trên đàn piano. Trong nhiều thế kỷ, các nhà quan sát đã cho rằng sự ưu tiên này đối với một số hợp âm nhất định là do các tính chất toán học của chính âm thanh.

Khoảng 2.500 năm trước, Pythagoras là người đầu tiên ghi nhận mối liên hệ trực tiếp giữa sự hài hòa của hợp âm và kích thước vật lý của vật thể tạo ra nó. Ví dụ: một dây đàn được gảy sẽ luôn chơi một quãng tám thấp hơn một dây tương tự có kích thước một nửa, và thấp hơn một phần năm so với một dây tương tự có chiều dài bằng hai phần ba nó. Mối liên quan giữa các tỷ lệ cơ bản và sự hài hòa này đã ảnh hưởng đến lý thuyết âm nhạc kể từ đó.

Phần C    Ý tưởng âm nhạc-là-toán học này thường đi kèm với khái niệm rằng âm nhạc, ít nhất khi nói một cách hình thức, tồn tại bên ngoài thế giới mà nó được tạo ra. Trên tạp chí The New York Review of Books gần đây, nghệ sĩ piano kiêm nhà phê bình Charles Rosen đã thảo luận quan điểm lâu đời cho rằng trong khi hội họa và điêu khắc mô phỏng ít nhất một số khía cạnh của thế giới tự nhiên, còn chữ viết mô tả những suy nghĩ và cảm xúc mà chúng ta quen thuộc, âm nhạc lại hoàn toàn trừu tượng với thế giới mà chúng ta đang sống. Theo David Schwartz và các đồng nghiệp của ông, không có ý tưởng nào là đúng. Sở thích âm nhạc của con người về cơ bản được định hình không phải bởi các thuật toán hay tỷ lệ tinh tế mà bởi những âm thanh lộn xộn trong đời sống thực tế, đặc biệt là giọng nói – nhờ đó hình thành bởi di sản quá trình tiến hóa của chúng ta. Schwartz nói: “Giải thích về âm nhạc, giống như giải thích về bất kỳ sản phẩm nào của trí tuệ, phải bắt nguồn từ sinh học, chứ không phải từ bản thân những con số”.

Schwartz, Howe và Purves đã phân tích số lượng lớn các âm thanh giọng nói từ nhiều ngôn ngữ khác nhau để phát hiện ra các mẫu cơ bản chung cho tất cả các giọng nói. Để tập trung đơn thuần vào những âm thanh dạng thô, họ đã loại bỏ tất cả các nguyên lý về lời nói và ý nghĩa, và chia các câu thành từng đoạn ngẫu nhiên. Sử dụng cơ sở dữ liệu gồm hơn 100.000 đoạn ngắn của lời nói, họ ghi lại tần số nào được nhấn mạnh nhất trong mỗi âm thanh. Họ phát hiện ra tập hợp các tần số thu được tương ứng chặt chẽ với âm giai nửa cung. Tóm lại, các thành phần nền tảng tạo nên âm nhạc phải được tìm thấy trong lời nói.

Khác xa với tính trừu tượng, âm nhạc thể hiện một mô hình tương tự kỳ lạ với những mẫu được tạo ra bởi âm thanh của lời nói. Schwartz nói: “Âm nhạc, giống như nghệ thuật thị giác, bắt nguồn từ những trải nghiệm của chúng ta về thế giới tự nhiên. “Âm nhạc mô phỏng môi trường âm thanh của chúng ta theo cách mà nghệ thuật thị giác mô phỏng môi trường của thị giác.” Trong âm nhạc, chúng ta nghe thấy tiếng vọng lại của nhạc khí tạo ra âm thanh cơ bản của con người – đường thanh âm. Lời giải thích dành cho âm nhạc của con người vẫn đơn giản hơn các phương trình toán học của Pythagoras: Chúng ta thích những âm thanh quen thuộc – cụ thể là thích những âm thanh gợi nhớ về chính chúng ta.

Điều này dẫn đến những câu hỏi theo kiểu con gà-hay-quả trứng có trước. Các nhà nghiên cứu cho rằng có thể âm nhạc bắt chước trực tiếp lời nói, trong trường hợp đó, có vẻ như ngôn ngữ đã tiến hóa trước. Cũng có thể hình dung rằng âm nhạc có trước và ngôn ngữ là kết quả sự bắt chước giai điệu – trong lời nói giao tiếp hàng ngày, chúng ta thường nhấn vào những nốt nhạc mà chúng ta đặc biệt thích. Ngoài ra, có thể là âm nhạc bắt chước các sản phẩm chung của hệ thống tạo ra âm thanh trên con người, điều này chỉ xảy ra chủ yếu với lời nói. Schwartz cho biết: “Chúng ta không thể hiểu rõ được chuyện đó.” “Những gì chúng ta biết là cả hai đều tới từ cùng một hệ thống, và chính điều này đã định hình nên sở thích của chúng ta.”

Phần D    Nghiên cứu của Schwartz cũng làm sáng tỏ câu hỏi bấy lâu nay về việc liệu các loài động vật có hiểu hoặc cảm thụ được âm nhạc hay không. Bất chấp sự phong phú dễ thấy của “âm nhạc” trong thế giới tự nhiên – tiếng chim hót, bài hát của cá voi, tiếng sói tru, tiếng kêu đồng thanh của tinh tinh – các nghiên cứu trước đây đã cho thấy nhiều loài động vật trong phòng thí nghiệm không thể hiện sự hứng thú như sự đa dạng những cách con người tạo ra âm nhạc.

Marc Hauser và Josh McDermott đến từ Harvard đã lập luận trên tạp chí Nature Neuroscience số tháng 7 rằng động vật không tạo ra hoặc cảm thụ âm nhạc theo cách giống con người. Họ cho rằng việc những con khỉ trong phòng thí nghiệm có thể nhận ra các giai điệu của con người là bằng chứng về những đặc điểm cơ bản giống nhau của hệ thống thính giác, chứ không phải bất kỳ khả năng âm nhạc cụ thể nào của loài tinh tinh. Đối với loài chim, những con thú có chất âm nhạc cao nhất, chúng thường nhận ra giai điệu của riêng chúng – một giới hạn hẹp – nhưng không tạo ra những giai điệu mới lạ như chúng ta. Không có những Mozart của loài chim.

Nhưng những gì được phát ra ở động vật, Schwartz lưu ý, là âm nhạc của con người. Nếu động vật tiến hóa sở thích đối với âm thanh như chúng ta – dựa trên môi trường âm thanh nơi chúng sống – thì “âm nhạc” của chúng về cơ bản sẽ khác với chúng ta. Cũng giống như cách mà thang âm của chúng ta bắt nguồn từ lời nói của con người, ý tưởng của một con mèo về một giai điệu hay sẽ bắt nguồn từ tiếng kêu và tiếng meo meo. Để chứng minh rằng động vật không cảm nhận âm thanh theo cách của con người, chúng ta cần bằng chứng rằng chúng sẽ không phản ứng với “âm nhạc” được tạo ra từ môi trường âm thanh của chính chúng.

Phần E    Cho dù mối liên hệ giữa ngôn ngữ và âm nhạc được diễn giải thế nào, điều rõ ràng là cảm nhận hay thậm chí cả tình yêu của chúng ta đối với âm nhạc, cũng bắt nguồn từ sâu thẳm từ yếu tố sinh học và trong bộ não của chúng ta giống như với ngôn ngữ. Sandra Trehub từ đại học Toronto, người cũng đã có một bài báo đăng trên tạp chí Nature Neuroscience số đặc biệt, cho biết điều này thấy rõ ràng nhất trên trẻ sơ sinh.

Đối với trẻ nhỏ, âm nhạc và lời nói có tính liên tục. Trehub nói rằng các bà mẹ sử dụng lời nói có nhạc điệu để “điều chỉnh trạng thái cảm xúc của trẻ sơ sinh”. Bất kể họ nói bằng ngôn ngữ nào, giọng nói của các bà mẹ sử dụng với trẻ sơ sinh đều giống nhau: “Có gì đó giữa lời nói và bài hát”. Kiểu giao tiếp này “đưa em bé vào trạng thái như được thôi miên dễ chịu, có thể đi vào giấc ngủ hoặc giai đoạn thích thú kéo dài”. Vì vậy, nếu trẻ sơ sinh trên thế giới có thể hiểu được những nghiên cứu mới nhất về ngôn ngữ và âm nhạc, có lẽ chúng sẽ không cảm thấy ngạc nhiên lắm. Trehub nói, kết luận cuối cùng là âm nhạc có thể còn cần thiết hơn những gì chúng ta nhận thấy.