STEAMing მუსიკაში: ტექნოლოგიისა და ხელოვნების სინთეზი

ინგა ბარამიძე

მუსიკისმცოდნე, მუსიკის მენტორი მასწავლებელი

„სრულყოფილი გონების გასავითარებლად შეისწავლე ხელოვნების მეცნიერება, შეისწავლე მეცნიერების ხელოვნება. ისწავლე, თუ როგორ დაინახო და გაიგონო. გაიგე, რომ ყველაფერი ერთმანეთთან დააკავშირო.“

/ლეონარდო და ვინჩი/

XXI საუკუნე მუსიკალური ინდუსტრიისთვის რევოლუციური ეპოქაა. ციფრული ტექნოლოგიების განვითარებამ და STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics) მიდგომის დანერგვამ მუსიკალურ განათლებაში ახალი ჰორიზონტები გახსნა. ასეთი ინტეგრირებული მიდგომა მუსიკას აკავშირებს მეცნიერებასთან, ტექნოლოგიასთან, ინჟინერიასთან და მათემატიკასთან, რაც ქმნის უნიკალურ საგანმანათლებლო გარემოს. იმისათვის, რომ STEAM კვლევები მუსიკაში ტარგეტული და ადეკვატური იყოს, აუცილებელია სასწავლო პროგრამაში ჩართული იყოს მასალები ბგერის კვლევის ოთხ თვისებაზე. სივრცითი, დროითი, ონტოლოგიური თუ კვანტური განზომილებები, სწორედ, ბგერის ოთხივე თვისებიდან გამომდინარეობს. სიმაღლე, სიძლიერე, ხანგრძლივობა და ტემბრი მუსიკალური კონტექსტების ფორმირების მთავარი კომპონენტებია, კონტექსტები კი ეპოქისა და ისტორიული პარადიგმების სიმბოლოებს განაზოგადებენ.

საინტერესოა, თუ როდის გაჩნდა იდეა STEM აკრონიმში ჩაემატებინათ მუსიკა და ესთეტიკა – ART. 2006 წელს STEAM განათლების ინიციატივის დამფუძნებელმა, მკვლევარმა და შემქმნელმა ჯორჯეტ იაკმანმა აღიარა ამ დისციპლინათა კოორდინირების აუცილებლობა კომბინაციების მრავალფეროვნებიდან გამოდინარე, რომელიც საგანთა შორის კავშირებს კიდევ უფრო მკაფიოდ გამოკვეთდა. თუმცა, სამართლიანად უნდა აღინიშნოს, რომ ინტერდისციპლინური სწავლება სათავეს იღებს ჯერ კიდევ ანტიკური ბერძნულ-რომაული ცივილიზაციდან. მიმოვიხილოთ ცივილიზაციათა ეპოქალური მიღწევები. ამ ჩამონათვალიდან თქვენ შეგიძლიათ შეარჩიოთ მოსწავლეზე ორიენტირებული საკითხები, კლასისთვის მისაღები თემები, შეათანხმოთ STEAM საგნობრივ ჯგუფთან და ერთობლივად შეიმუშაოთ ინტერდისციპლინური სასწავლო კურიკულუმი. რა თქმა უნდა, დავიწყებთ პითაგორას აღმოჩენებით მუსიკასა და მათემატიკაში:

პითაგორა (ძვ.წ. 570-495) იყო პირველი ფილოსოფი, რომელმაც აღმოაჩინა მუსიკისა და მათემატიკის კავშირი. მისი ექსპერიმენტები მონოქორდზე აჩვენებდა, რომ ჰარმონიული ინტერვალები შეესაბამება მარტივ მათემატიკურ თანაფარდობებს:

• ოქტავა – 1:2 თანაფარდობა – სრულყოფილების ჰარმონია;
• კვინტა – 2:3 თანაფარდობა – ენერგია და ძალა;
• კვარტა – 3:4 თანაფარდობა – წონასწორობა და სტაბილურობა.

არისტოქსენე (ძვ.წ. 375-300) – პირველი მუსიკოლოგი, რომელმაც სისტემატურად შეისწავლა ინტერვალები და მოდუსები. მისი ნაშრომი „ჰარმონიული ელემენტები“ ემყარებოდა მათემატიკურ ანალიზს.

ევკლიდეს (ძვ.წ. 300) ნაშრომი „Sectio Canonis“ მუსიკალურ ინტერვალებს მათემატიკურ ტერმინებში განიხილავდა. ეს ნაშრომი მუსიკოლოგიური ტრაქტატია, რომელიც პითაგორას სკოლის იდეებს იზიარებს. ევკლიდე ცდილობს, ბგერების ინტერვალებში აჩვენოს გეომეტრიული და  არითმეტიკული თანაფარდობა. ნაშრომში გამოიყენება ისეთი ცნებები, როგორიცაა:

• პროპორცია;
• შუამდგომი რიცხვები;
• სეგმენტების გაყოფა განსაზღვრული თანაფარდობით.

რომაელები მუსიკაში პირველად გამოიყენებენ საინჟინრო მიდგომებს:

• ჰაიდრავლისი – პირველი ორგანი, რომელიც მუყაოს პრინციპზე მუშაობდა;
• ამფითეატრების აკუსტიკა – ინჟინერიული გამოთვლებით შექმნილი ბუნებრივი მიკროფონები;
• ტუბები და ბუკები (Tubae და Buccinae) – ტექნოლოგიურად გაუმჯობესებული სასულე ინსტრუმენტები, რომლებიც დაკავშირებული იყო ძველ რომსა და ანტიკურ მუსიკალურ კულტურასთან, განსაკუთრებით კი სამხედრო და საზეიმო ცერემონიალებთან.

რაც შეეხება შუა საუკუნეების ინოვაციებს – ბიზანტიურ კულტურას, უნდა აღინიშნოს ბიზანტიური ნოტაციის გამოგონების მნიშვნელობის შესახებ. ბიზანტიელები პირველები შეიმუშავებენ ნოტაციის სისტემას – ნევმურ ნოტაციას, რომელიც ტექნოლოგიური მიღწევა იყო მუსიკის შენახვისა და გადაცემა-გავრცელებისათვის.

იტალიელი ბერის გვიდო დ’არეცოს (990-1050) სახელს უკავშირდება სისტემების შექმნა, კერძოდ:

• ჰექსაქორდული სისტემა – მათემატიკური მიდგომა ინტერვალების სწავლებისთვის;
• სოლმიზაცია – Do-Re-Mi-Fa-So-La სისტემა;
• ნოტაცია – ტექნოლოგიური ინოვაცია მუსიკის ჩაწერისთვის.

რა იყო რენესანსის მწვერვალი? – კვადრიუმი (Quadrivium)

შუა საუკუნეების უნივერსიტეტებში კვადრიუმი იყო ოთხი მათემატიკური დისციპლინის გაერთიანება, ყურადღება მივაქციოთ იმას, რომ რენესანსის ეპოქაში მუსიკა მათემატიკის დარგად ითვლებოდა:

1. არითმეტიკა – რიცხვები თავისთავად;
2. გეომეტრია – რიცხვები სივრცეში;
3. ასტრონომია – რიცხვები დროსა და სივრცეში;
4. მუსიკა – რიცხვები ბგერაში.

მუსიკა მიჩნეული იყო მათემატიკურ მეცნიერებად და არა მხოლოდ ხელოვნებად. აუცილებლად უნდა აღინიშნოს ის გარემოება, რომ იოანე პეტრიწი – XI–XII საუკუნის ქართველი ფილოსოფოსი, თეოლოგი, მთარგმნელი და მწერალი, კვადრიუმს თვლიდა გელათის აკადემიის კურიკულუმის საფუძვლად, პეტრიწი აღიქვამდა კვადრიუმს არა უბრალოდ „სასწავლო საგნებად“, არამედ ღვთის შემეცნების ერთ-ერთ საშუალებად. მისი განმარტებები ფილოსოფიასა და ბუნებისმეტყველებაში ხშირად ეფუძნებოდა არითმეტიკულ-მუსიკალურ ჰარმონიას, რაც ბადებს პარალელებს პითაგორელთა და პლატონური კოსმოლოგიის იდეებთან.

საინჟინერო მიღწევები რენესანსში

ორგანის განვითარება – ლეონარდო და ვინჩის ჩანახატები აჩვენებენ ჰიდრავლიკური და მექანიკური ორგანების სქემებს.

ლუტე და ვიოლის ფამილია (მუსიკალური ინსტრუმენტების ორი ძველი, მაგრამ განსხვავებული ოჯახია, რომლებიც განსაკუთრებით პოპულარული იყო შუა საუკუნეებიდან ბაროკოს ეპოქამდე) – საინჟინრო სიზუსტით შექმნილი ინსტრუმენტები, რომლებიც ითვალისწინებდნენ:

• ბგერის რეზონანსს;
• სიმების დაძაბულობას;
• ანატომიურ ერგონომიას (შრომის კანონები).

ბაროკოს ეპოქა: მუსიკალური მათემატიკა

იოჰან სებასტიან ბახი (1685-1750)

ბახი მუსიკაში გამოიყენებდა რთულ მათემატიკურ სტრუქტურებს და გამოთვლებს:

• ოქროს კვეთის პრინციპი – ფუგების არქიტექტონიკაში;
• სიმეტრიული ქანონები – „ფუგის ხელოვნება“;
• ნუმერიული (რიცხობრივი) სიმბოლიზმი – პერსონალური ხელმოწერა მუსიკაში.

 ბაროკო აღმოჩენები

ჟუზეპ სავერი (1653-1713) – ფრანგი მუსიკოსი, რომელმაც შეისწავლა:

• ობერტონული სპექტრი;
• ტემპერაციის მათემატიკა;
• ჰარმონიულ პროპორციების ფიზიკა.

XVII-XVIII საუკუნეები: ინსტრუმენტული ინჟინერია

ანტონიო სტრადივარი (1644-1737)

სტრადივარი პირველი იყო, რომელმაც მუსიკალურ ინსტრუმენტებში გამოიყენა:

• მე-16 საუკუნის ინჟინერული სიზუსტე – ვუდის სიმკვრივისა და ვიბრაციული თვისებების ანალიზი;
• „ალჩემისთრო“ მეთოდები (ALCHEMISTRO Methods)- ლახის ქიმიური შედგენილობის ოპტიმიზაცია, მოდელირების ან სიმულაციისთვის შექმნილი სპეციალური პროგრამული მეთოდის/პლატფორმის სახელწოდებაა, რომელიც გამოიყენებოდა:
• ქიმიური პროცესების გამოთვლით ანალიზში;
• ეხმარებოდა მეცნიერებს ქიმიური ნივთიერებების თვისებების პროგნოზირებაში.
• მათემატიკური პროპორციები – ოქროს კვეთის გამოყენება კორპუსის ზომებში.

ინსტრუმენტული ინჟინერიის აღმოჩენების გვირგვინი იყო ბართოლომეო კრისტოფორის პიანინო, რომელიც გამოიგონა 1700 წელს და მის კონსტრუქციაში გამოიყენა:

• მექანიკური ინჟინერია – ჰამერ (ჩაქუჩის მსგავსი) მექანიზმი;
• მასალათმცოდნეობა – სტრუქტურისთვის შესაფერისი ქსოვილი/მასალა;
• ფიზიკური ანალიზი – ძალისა და მოქმედების ურთიერთობა.

XIX საუკუნე: ინდუსტრიული რევოლუცია და მუსიკა
ტექნოლოგიური რევოლუცია

ფონოგრაფი (1877) – ტომას ედისონის გამოგონება პირველი ტექნოლოგიური ნაბიჯი იყო მუსიკის შენახვისთვის:

• ბგერის მექანიკური ფიქსაცია;
• მასობრივი რეპროდუქციის შესაძლებლობა.

ელექტრონული ინსტრუმენტების დაბადება

• ლევ ტერმენი (1896-1993) – რუსი ინჟინერი, რომელმაც 1920 წელს შექმნა ტერემინი – პირველი ელექტრონული ინსტრუმენტი;
• 1930-40-იან წლებში – გაჩნდა ონდიენო, ელექტრონული კლავიშიანი ინსტრუმენტი, რომლის ტონები წარმოიქმნებოდა ციფრული სიგნალების საშუალებით.

მოდულარული სინთეზატორის შექმნა

• 1950-60-იან წლებში – ამერიკელი ინჟინერი რობერტ მუგი ამკვიდრებს ელექტრონული მუსიკის ახალ მიღწევას, ეს იყო მოდულარული სინთეზატორი.

მოდულარული სინთეზატორი – სისტემა, სადაც სხვადასხვა მოდულები (გენერატორები, ფილტრები) შეიძლება დაკავშირებულ იქნას განსხვავებულად, რათა მიღებული იქნას სხვადასხვა ტიპის ხმები.

მუგის სისტემამ მუსიკოსებს მისცა შესაძლებლობა, შეექმნათ ხმები დამოუკიდებლად, განსხვავებული ტემბრები და ტექსტურები.

• 1970-80-იან წლებში – სინთეზატორები გახდნენ უფრო კომპაქტური და ხელმისაწვდომი, მაგალითად:
• Minimoog – პორტატული სინთეზატორი, რომელიც სწრაფად გახდა პოპულარული როკ და ჯაზ მუსიკოსებს შორის.
• ანალოგიური სინთეზატორები მუშაობდნენ ელექტრული სიგნალების ტალღებით, რაც გამოიხატებოდა „გერმშორთულ“ (გერმანულ მოდელთან შერწყმულ) ანალოგიურ ხმებში.

ციფრული ეპოქა და MIDI

• 1980-იან წლებში – გაჩნდა ციფრული სინთეზატორები და MIDI (Musical Instrument Digital Interface) სტანდარტი, რომელმაც შესაძლებელი გახადა სხვადასხვა მუსიკალური მოწყობილობების კომუნიკაცია.
• ციფრულმა სინთეზატორებმა გაამდიდრეს ხმის პალიტრა და ინტეგრაცია გაამარტივეს კომპიუტერულ ტექნოლოგიებთან.

დღევანდელი მდგომარეობა

დღეს სინთეზატორები მრავალფეროვანია – ანალოგიური, ციფრული, მოდულარული, ვირტუალური (პროგრამული), ჰიბრიდული. ისინი გამოიყენება ყველა ჟანრში, დაწყებული ელექტრონული მუსიკიდან კლასიკურ, კინო და პოპ-მუსიკაში.

გზა, რომლის მცირე ისტორიული მიმოხილვა შემოგთავაზეთ, პედაგოგებს გამოგადგებათ მომავალში მუსიკის ენის, სიმბოლოების, პარადიგმების, მიღწევების, მუსიკალური ინჟინერიის ევოლუციური სურათის მკაფიოდ დანახვაში, რომელიც დაგეხმარებათ იპოვოთ მარტივი გზები ტექნოლოგიებთან, მათემატიკასთან, მეცნიერებებთან და ესთეტიკასთან. მაშასადამე,

რა არის STEAM მიდგომა მუსიკაში?

STEAM მიდგომა მუსიკაში ნიშნავს ინტერდისციპლინურ განათლებას, რომელიც აერთიანებს:

მეცნიერებას (Science) – ბგერის ფიზიკა, აკუსტიკა, ფსიქოაკუსტიკა;
ტექნოლოგიას (Technology) – ციფრული ინსტრუმენტები, პროგრამული უზრუნველყოფა ;
ინჟინერიას (Engineering) – ინსტრუმენტების კონსტრუირება, ბგერის ტექნიკური დამუშავება;
ხელოვნებას (Arts) – მუსიკალური შემოქმედება, ესთეტიკა;
მათემატიკას (Mathematics) – რიტმი, ჰარმონია, ალგორითმები.

ტექნოლოგიური ინოვაციები მუსიკაში

ციფრული ინსტრუმენტები და DAW

თანამედროვე მუსიკოსები იყენებენ Digital Audio Workstation (DAW) პროგრამებს, როგორიცაა Ableton Live, Logic Pro, FL Studio. ეს ტექნოლოგიები საშუალებას იძლევა:

• გამოვიყენოთ ვირტუალური ინსტრუმენტები;
• გავაციფრულოთ ბგერა;
• შევასრულოთ მრავალშრიანი ჩაწერა და რედაქტირება;
• ადეკვატურები ვიყოთ დროსა და სივრცეში.

ხელოვნური ინტელექტი მუსიკაში

AI ტექნოლოგიები მუსიკალურ ინდუსტრიაში ახალ შესაძლებლობებს ქმნის. ეს შესაძლებლობები ასე გამოიყურება:

•  კომპოზიციის ავტომატური შექმნა;
• ბგერის ანალიზი და კლასიფიკაცია;
• მუსიკალური რეკომენდაციების სისტემები;
• ინტელექტუალური მიქსინგი და მასტერინგი.

მათემატიკა მუსიკალურ შემოქმედებაში

ალგორითმული კომპოზიცია

მუსიკოსები მათემატიკური ალგორითმებს იყენებენ შემოქმედებითი პროცესისთვის:

• ფრაქტალური სტრუქტურები;
• ვერსბილობის (რეალისტური) თეორია;
• სტოქასტური (შემთხვევითი) პროცესები;
• ჰარმონიული პროგრესიები.

რიტმისა და მეტრის მათემატიკა

რიტმული სტრუქტურები ემყარება მათემატიკურ ლოგიკას:

• პოლირიტმია და კროსრიტმები;
• ასიმეტრული მეტრი;
• ფაზური ცვლილებები;
• ტემპორალური (დროის აღქმა) მოდულაცია.

ინჟინერიული ასპექტები
ინსტრუმენტების დიზაინი

ინჟინერიული ცოდნა აუცილებელია:

• ელექტრონული ინსტრუმენტების შექმნისთვის;
• აკუსტიკური ინსტრუმენტების ოპტიმიზაციისთვის;
• MIDI კონტროლერების დაპროექტებისთვის;
• ინტერაქტიული ინსტალაციების შექმნისთვის.

ბგერის ტექნიკური დამუშავება
ინჟინერიული მიდგომა მოიცავს:

• სიგნალის დამუშავების ალგორითმებს;
• ფილტრაციას და ეფექტებს;
• სპატიალიზაცია ( სივრცითი განლაგება) და 3D ბგერა;
• რეალურ დროში პროცესინგი;
• ბგერის კოდირება/დეკოდირება.

https://www.youtube.com/watch?v=cs1pWHxj4vw

მომავლის პერსპექტივები STEAMing-ში

• ვირტუალური და აუგმენტირებული რეალობა;
• ჰაპტიკური (შეხება, ტაქტილური აღქმითი) ტექნოლოგიები;
• ნეირომუსიკა;
• კვანტური (ლოგიკის, დრო-სივრცის აღქმის და მიზეზობრიობის მიხედვით) კომპიუტერული მუსიკა.

დაბოლოს, STEAMing მუსიკაში წარმოადგენს ინოვაციურ მიდგომას, რომელიც აერთიანებს ტრადიციულ მუსიკალურ განათლებას თანამედროვე ტექნოლოგიებთან. ეს ინტეგრაცია ქმნის ახალ შესაძლებლობებს შემოქმედებითი თვითგამოხატვისთვის და მუსიკალური ინდუსტრიის განვითარებისთვის.

მუსიკალური განათლება STEAM მიდგომით ამზადებს ახალ თაობას 21-ე საუკუნის გამოწვევებისთვის, სადაც ტექნოლოგიური ცოდნა და შემოქმედებითი უნარები ერთმანეთს ავსებს. ეს არის გზა მუსიკალური ხელოვნების მდგრადი განვითარებისკენ და ახალი ხელოვნების ფორმების შექმნისკენ.

STEAM მუსიკალურ განათლებაში მუსიკა დარჩება ცოცხალ, რელევანტურ ხელოვნების ფორმად, რომელიც ყოველთვის ითვალისწინებდა და მომავალშიც გაითვალისწინებს ტექნოლოგიურ პროგრესს და საზოგადოებრივ ცვლილებებს. ჩემი სტატია მსურს დავასრულო ამონარიდით სტატიიდან: „Comparing STEM vs. STEAM: Why the Arts Make a Difference“. STEM სწავლება საჭიროა ტექნიკური საფუძვლების გასამყარებლად, მაგრამ STEAM აძლიერებს მას ადამიანური და შემოქმედებითი უნარებით, რაც თანამედროვე სამყაროში წარმატებისთვის კრიტიკულად მნიშვნელოვანია. არც STEM და არც STEAM არის „სწორი“ ან „მცდარი“ გზა. საუკეთესო კარიერული გზა არის ის, რომელიც აერთიანებს ტექნიკურ უნარებს და ადამიანურ-შემოქმედებით მიდგომებს, რაც დღესდღეობით ყველაზე მოთხოვნად პროფილს ქმნის“.

გამოყენებული ლიტერატურა:

• https://theimprovingmusician.com/wp-content/uploads/2017/07/How-To-Learn-The-Language-Of-Music.pdf
• https://www.investopedia.com/terms/s/soft-skills.asp
• https://www.kennedy-center.org/education/resources-for-educators/classroom-resources/articles-and-how-tos/articles/educators/advocacy/growing-from-stem-to-steam/
• https://www.ucf.edu/online/engineering/news/comparing-stem-vs-steam-why-the-arts-make-a-difference/
• https://www.youtube.com/watch?v=QSRCaA3ilYc
• https://soundcloud.com/cesrecordstbilisi/a-2-natela-svanidze-epitaphium-1974-recording-synth-100
• https://www.ucf.edu/online/engineering/news/comparing-stem-vs-steam-why-the-arts-make-a-difference/