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为什么按照既定规则就可以把声音组织成音乐
经验丰富的科学研究员和业余的中提琴演奏者、凯斯西储大学物理学副教授Jesse Berezovsky已经自然而然地理解了两种现象之间的内在关联——更具体地说，音乐的有序结构如何从一般的混杂声音中凸显。
“为什么按照既定规则就可以把声音组织成音乐？为什么我们用这种方式来创作音乐呢？为了解释这个问题，我们可以借用相关方法：随机气体或液体中的原子如何结合在一起形成特定的晶体？”
物理学和音乐中的相变
他说，物理学和音乐共用一个答案。Berezovsky认为那就是被称为“相变”的过程，秩序与无序(或熵)之间的平衡，产生出了有意义(意味)的形式。
“我们可以看到声音在不协调和熵之间的平衡或竞争——并且看到相位转换也可以从无序的声音中发展出有序的音乐结构。”。
把数学和音乐的结合起来的做法，并不新鲜。长期以来，数学家一直对音乐结构着迷。
但Berezovsky认为，到目前为止，大部分思想一直是自上而下的方法，将数学思想应用于现有的音乐作品，作为理解现有音乐的一种方式。
他认为他正在揭示艺术中固有的“音乐和谐的新兴结构”，就像秩序来自物质世界的无序一样。他认为这可能意味着，应该用一种全新的方式看待过去、现在和未来的音乐。
“我相信这种模式可以揭示和谐的结构，特别是在西方音乐中。”Berezovsky说， “但我们可以更进一步：这些想法可以为研究整个文化和跨历史的可调节与和谐系统提供新的视角——甚至可能是探索这些领域的新路线图。或者对于我们来说，也许只是欣赏音乐的另一种方式——音乐的出现就像形成雪花或结晶宝石一样。”
音乐中的新结构
Berezovsky说他的理论不仅仅是一种对音乐的美学观点。相反，他说数学结构实际上是音乐本身的地基，所以八度音和其他乐理知识是固有的属性，而不是人类随意的规定。
他的论文5月17日发表在Science Advances，“旨在解释为什么基本有序模式出现在音乐中，使用相同的统计力学框架来描述物理系统中的相变顺序。”
换句话说，原子从气体或液体组织成晶体时引导原子排列的相同的通用原理促成此类事实，即“在这个模型中从无序声音到离散的音高集合发生相变，导致西方音乐中出现八度十二律。”
该理论还解释了人类我们喜欢音乐的原因——因为它展现了过于不协调和过于复杂之间的紧张对立。
连续播放的单个音符完全没有不和谐(低“能量”)，但对人耳来说完全无趣，而过于复杂的音乐片段(高熵)通常不会让人耳感到满意。Berezovsky说，大多数音乐——跨越时间和文化——存在于两个极端之间的紧张关系中。