基于音樂特征相似度的音樂演變研究

◎盧洵琦

音樂演變與人類的歷史文化息息相關(guān)，并廣受國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。僅就現(xiàn)代流行音樂而論，它的歷史長期備受爭(zhēng)議，社會(huì)學(xué)家和音樂史學(xué)家等相關(guān)專業(yè)人士的見解雖具有豐富的音樂知識(shí)和主觀的審美判斷，但缺乏客觀科學(xué)依據(jù)的支撐。值得注意的是，存在少數(shù)學(xué)者使用一個(gè)數(shù)字化音樂語料庫量化研究單個(gè)流派中音樂多樣性和差異的演變。但此類研究通常只能取一小段表型復(fù)雜的音樂進(jìn)行比較，且研究年代跨度較小，涉及流派種類有限。

為進(jìn)一步客觀地研究音樂變化進(jìn)程，本文借助前人已計(jì)算出的音樂特征數(shù)據(jù)，以過去九十年里來自16種流派的音樂藝術(shù)家為研究對(duì)象，將藝術(shù)家音樂特點(diǎn)與人聲特征的相似度作為量化他們影響力的依據(jù)，并結(jié)合藝術(shù)家的定向關(guān)系網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，識(shí)別出了音樂變革中具有重要影響者。通過層次聚類，計(jì)算每種流派音樂特征的代表性數(shù)值，得出音樂演變中流派內(nèi)外的影響關(guān)系與動(dòng)態(tài)變化。

一、音樂演變中的藝術(shù)家影響力

音樂藝術(shù)家不僅會(huì)對(duì)新藝術(shù)家造成影響，也會(huì)間接導(dǎo)致音樂流派的重大轉(zhuǎn)變。

（一）藝術(shù)家相似度

本文選取可舞性、能量、效價(jià)、節(jié)奏、響度、模式、調(diào)、聲學(xué)、器樂性、活潑性和言語性作為參數(shù)，使用皮爾遜相關(guān)系數(shù)來計(jì)算藝術(shù)家之間的相似性，從而量化影響者對(duì)某個(gè)追隨者的音樂影響力。針對(duì)有多個(gè)追隨者的藝術(shù)家，結(jié)合時(shí)間跨度使用公式（1），得出藝術(shù)家的影響力總數(shù)。

（二）藝術(shù)家的關(guān)系影響網(wǎng)絡(luò)

為可視化5854位影響者與其追隨者的定向關(guān)系，本文通過在 Neo4j 數(shù)據(jù)庫中繪制關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，并得出兩點(diǎn)發(fā)現(xiàn)：（1）影響力越大的影響者會(huì)位于網(wǎng)絡(luò)的較中心或較為密集位置；（2）流派不同或者年代不同的影響者會(huì)位于圖中的不同區(qū)域，流派差別越大，節(jié)點(diǎn)距離越遠(yuǎn)，但不同流派間沒 有明顯的界限線。

（三）重要變革者的識(shí)別

通過結(jié)合關(guān)系子網(wǎng)特點(diǎn)與藝術(shù)家影響力大小，本文識(shí)別出了鄉(xiāng)村音樂變化的主要影響者。如圖1所示，該流派在1950年之前的新增影響者和新增追隨者較少。1950年其新增追隨者與總追隨者的數(shù)量達(dá)到頂峰，其中來自搖滾流派的追隨者占61%。從網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)的趨勢(shì)來看，鄉(xiāng)村音樂和搖滾音樂的顯著融合發(fā)生在20世紀(jì)50年代。

圖1 1930—2000年鄉(xiāng)村音樂影響人數(shù)

經(jīng)計(jì)算1950至1960年內(nèi)藝術(shù)家的影響力，排名前兩位為約 翰尼·卡什（Johnny Cash）與漢克·威廉姆斯（Hank Williams）。如圖2所示，他們都位于子網(wǎng)絡(luò)的中心，與1．2節(jié)得到的結(jié)論（1）相映證。圖2中約翰尼·卡什絕大多數(shù)追隨者來自鄉(xiāng)村音樂與搖滾流派。因此，可以確認(rèn)他是20世紀(jì)50年代鄉(xiāng)村音樂和搖滾音樂融合的重要貢獻(xiàn)者之一。

圖2 1950年鄉(xiāng)村音樂流派子網(wǎng)絡(luò)

二、音樂演變中的流派影響力

動(dòng)態(tài)變化中的流派影響力可以體現(xiàn)在流派內(nèi)外的相似性。

（一） 流派內(nèi)外的相似度

本文首先對(duì)各流派內(nèi)部進(jìn)行層次聚類，使用肘部法確定各個(gè)流派的最佳分類數(shù)。接著，利用流派內(nèi)的聚類中心的加權(quán)算法求出聚類中心的重心來代表這一流派的音樂特征。最后，將流派內(nèi)部各個(gè)聚類中心到重心的距離Dis總和作為流派內(nèi)相似度的衡量，若Dis越大，則表示流派內(nèi)相似度越低，最終計(jì)算結(jié)果如下：

分析圖3中各個(gè)流派內(nèi)部的Dis可以發(fā)現(xiàn)民謠內(nèi)部相似度極高，電子樂內(nèi)部相似度最低。不同音樂流派內(nèi)部的相似度差異較大，可以說明的是，內(nèi)部相似度低的音樂流派更容易發(fā)生變革，而內(nèi)部相似度高的流派比如鄉(xiāng)村音樂、新世紀(jì)和國際流派的音樂風(fēng)格更加集中和穩(wěn)定。

圖3 各流派內(nèi)部的Dis

針對(duì)流派間的影響關(guān)系，本文繪制的矩陣圖表示16個(gè)流派間重心坐標(biāo)的距離。熱圖顏色越深，表示兩個(gè)流派的重心越遠(yuǎn)，相似度越低。

如圖4所示，喜劇流派與其他15種流派的音樂特征距離均遠(yuǎn)，說明它是一種獨(dú)立性非常高的流派。輕音樂則與其他流派（除喜劇流派）差別較小，其與爵士樂的距離僅有1．01，說明它和爵士樂的特性十分相似。

圖4 流派間重心 坐標(biāo)的距離

（二） 年度代表性流派

在音樂演變的每個(gè)階段都有最具影響力的流派。為確定流派影響力隨時(shí)間變化，本文對(duì)每年的音樂特征均值做歸一化，使其和求得的流派重心處于同一坐標(biāo)空間，選取1921年至2017年中距離當(dāng)年均值的重心最小的流派作為當(dāng)年的音樂代表流派。如圖5所示，1924年的年度音樂是爵士樂，隨著時(shí)代發(fā)展，主流音樂變?yōu)樗{(lán)調(diào)，而后轉(zhuǎn)為人聲，在1972年至2014年，流行/搖滾作為主流音樂占據(jù)了長達(dá)42年。

圖5 1921年至2017年主流音樂表

三、結(jié)語

該模型具有很好的可延展性，可將新藝術(shù)家輸入定向網(wǎng)絡(luò)，通過分析音樂特征預(yù)測(cè)他是否具有成為一個(gè)變革者的潛力。網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)象可用于解釋外部因素的作用，對(duì)于跨學(xué)科研究具有高度可視化性。數(shù)據(jù)之間有很強(qiáng)的相關(guān)性，但在使用分層聚類處理數(shù)據(jù)時(shí)不能很好地處理離散變量，因此后續(xù)研究者可用迭代聚類算法解決。