João Paulo André. „Die Biowissenschaften versuchen, unsere Fähigkeit zu verstehen, Musik zu hören und zu erschaffen. Doch das Rätsel bleibt bestehen.“

Seit der Antike suchen Menschen nach der „Musik des Kosmos“. Schon die Chaldäer in Babylon verbanden Musik mit der Bewegung von Himmelskörpern, und die Pythagoräer glaubten an die „universelle Harmonie“, d. h. daran, dass die Sterne nicht nur Töne erzeugen, sondern auch mathematische Beziehungen zwischen ihnen herstellen. Diese Idee hat sich über die Jahrhunderte gehalten und ist bis heute lebendig. In „ Die Sphärenharmonie “ (Hrsg. Gradiva) erforscht der Chemiker und Musikliebhaber João Paulo André gemeinsam mit dem Physiker Carlos Fiolhais die vielfältigen, alten und inspirierenden Beziehungen zwischen Wissenschaft und Musik.

Wir wissen wenig über Pythagoras und noch weniger über die Musik, die er und seine Schüler schufen. Ihr Einfluss auf die Musikgeschichte war jedoch enorm, nicht zuletzt, weil sie als erste die Tonleiter in sieben Töne unterteilten. Der Legende nach begann alles, als Pythagoras selbst eine Schmiede besuchte.

Dies ist eine der bekanntesten Versionen. Demnach bemerkte Pythagoras, der im 6. Jahrhundert v. Chr. lebte, beim Vorbeigehen an einer Schmiede, dass die Klänge von Hämmern, die auf Ambosse schlugen, manchmal gut (konsonant) und manchmal schlecht (dissonant) klangen. Der Legende nach untersuchte er später die Gewichte der Hämmer und entdeckte, dass die Kombinationen, die angenehme Klänge ergaben, einfachen numerischen Proportionen wie 2:1, 3:2 usw. folgten. Es gibt auch eine andere, vielleicht wahrscheinlichere Version, die das Monochord, ein Instrument mit einer einzelnen Saite, betrifft. Pythagoras entdeckte, dass durch die Teilung der Saite in einfache Proportionen die resultierenden Klänge im Vergleich zueinander konsonant waren. So ergab beispielsweise die Teilung der Saite in zwei Hälften (2:1) eine Oktave, 3:2 eine Quinte usw. Eine weitere Version bezieht sich auf Flöten oder Blasrohre mit unterschiedlichen Luftsäulenhöhen. Konsonanz und Dissonanz stehen also im Kern immer auf mathematischen Beziehungen. Für die Pythagoräer war die Welt, das gesamte Universum, tatsächlich durch Zahlen und numerische Beziehungen erklärbar. So gehen der Überlieferung zufolge, die tief in den mittelalterlichen Schriften des Boethius verwurzelt ist, die mathematischen Grundlagen der musikalischen Harmonie auf die pythagoräische Schule zurück.

Waren die Pythagoräer auch die ersten, die die Sterne mit den sieben Musiknoten in Verbindung brachten?

Diese Verbindung zwischen den Sternen und den sieben Noten wird traditionell den Pythagoräern zugeschrieben, wobei es sich hierbei um eine philosophisch-mystische Interpretation handelt. Die Verbindung der sieben Noten mit den sieben bekannten Sternen (Sonne, Mond, Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn) ist eine Tradition, die sich in der Spätantike und im Mittelalter festigte und stark von der pythagoräischen Kosmologie und der hermetischen Tradition beeinflusst wurde. Die Überzeugung, dass Musik mit der Bewegung von Himmelskörpern verbunden sei, stammt jedoch wahrscheinlich aus der Zeit der Chaldäer.

In noch ferneren Zeiten.

Die Pythagoräer glaubten, dass die Himmelskörper so weit voneinander entfernt seien, dass die von ihnen gemeinsam erzeugten Töne konsonant seien – vergleichbar mit dem Verhältnis von Saitenlängen oder Hämmergewichten. Dies nannten sie Weltharmonie oder Sphärenharmonie, in Anlehnung an die Himmelssphären. Heute gibt es Harmonia Mundi, einen renommierten französischen Verlag für klassische Musik. Die Idee der Weltharmonie, die Kepler im 17. Jahrhundert wiederbelebte, stammt also aus der pythagoräischen Schule.

In einem Buch mit dem Titel Harmonices Mundi.

Diese Idee hat er von den Griechen übernommen. Und interessanterweise werden Elementarteilchen, d. h. subatomare Teilchen, heute – gemäß den als Stringtheorien bekannten Theorien, die innerhalb der theoretischen Physik versuchen, alle fundamentalen Kräfte der Natur zu vereinen (nur die Gravitationskraft ist noch nicht eingeschlossen) – im Wesentlichen als winzige schwingende Saiten betrachtet. Und sie werden durch ihr Schwingungsmuster voneinander unterschieden. Da haben Sie es: Da es sich um schwingende Saiten handelt, werden diese Schwingungsphänomene durch Zahlen ausgedrückt. Wir sprechen hier von etwas, das noch nicht experimentell bewiesen wurde, aber selbst wenn, wäre das fast wie eine Rückkehr zur pythagoräischen Idee, dass sich das gesamte Universum tatsächlich mithilfe von Zahlen und numerischen Beziehungen erklären lässt. Es ist faszinierend!

Kepler benutzte in Bezug auf die Verbindung zwischen Planeten und Klängen einen sehr amüsanten Ausdruck. Er sagt: „Die Bewegung des Himmels ist ein Gesang vieler Stimmen, den unsere Ohren nicht erfassen können.“ Mehr als 2.000 Jahre nach den Pythagoräern sind diese Ideen noch immer lebendig. Selbst als die Wissenschaft in der Neuzeit große Fortschritte machte …

Tatsächlich glaubten die Pythagoräer zwar an die Musik der Sterne, waren aber der Ansicht, dass nicht jeder sie hören könne. Nur Pythagoras selbst, so hieß es, habe diese Fähigkeit besessen. Diese Idee der Sternenharmonie wurde im 17. Jahrhundert von Kepler wiederbelebt. Dieser deutsche Astronom tat dies jedoch in einem Kontext, der bereits vom Aufkommen der wissenschaftlichen Methode geprägt war. Der von Ihnen erwähnte Satz oder Ausdruck Keplers spiegelt nicht nur eine poetische Vision des Kosmos wider, sondern auch den Versuch, die der Planetenbewegung zugrunde liegende Ordnung mathematisch zu beschreiben. Trotz der Fortschritte der Wissenschaft der Neuzeit – basierend auf Beobachtung, Experiment und mathematischem Denken – blieb die antike Vorstellung, dass das Universum den Prinzipien der Harmonie folgt, bestehen, wenn auch neu interpretiert im Lichte der neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse.

Es stimmt, dass ein Objekt, das mit hoher Geschwindigkeit vorbeifliegt – sei es beispielsweise eine Kugel oder eine Peitsche – eine Art Zischen erzeugt. Es ist das Geräusch, das entsteht, wenn das Objekt durch die Luft schneidet. Erzeugen Planeten aus wissenschaftlicher Sicht Geräusche, wenn sie sich durch den Weltraum bewegen?

[Gelächter] Das sind ganz unterschiedliche Größenordnungen. Vor allem ist der interstellare Raum im Wesentlichen ein Vakuum oder zumindest nahezu luftleer. Das bedeutet, dass sich Schallwellen dort nicht ausbreiten können, da sie für ihre Ausbreitung ein materielles Medium wie Luft, Wasser oder einen Feststoff benötigen. In unserer Welt können wir beispielsweise das Geräusch eines umfallenden Baumes hören, weil er von Luft umgeben ist. Beim Aufprall vibrieren die Luftpartikel und übertragen den Schall auf unsere Ohren. In diesem Zusammenhang stellt sich eine alte Frage: Verursacht ein umfallender Baum Geräusche, wenn sich niemand im Wald befindet? Im Fall von Planeten, die sich durch den Weltraum bewegen, wäre, selbst wenn wir die Einschränkung des Vakuums außer Acht lassen, niemand in der Nähe, der das von ihnen erzeugte Geräusch wahrnehmen könnte.

Eine weitere Figur, die hier vorgestellt wird, ist Galileis Vater, der die Beziehung zwischen Musik und Astronomie perfekt verkörpert. Vicenzo Galilei, Lautenist und Komponist, schrieb eine musikalische Abhandlung. Soweit ich weiß, widmete er sich auch der experimentellen Forschung, wie es sein Sohn später tun sollte.

Das stimmt. Vicenzo Galilei ist in der Tat ein hervorragendes Beispiel für die Beziehung zwischen Musik und Wissenschaft, insbesondere zu einer Zeit, als die Grenzen zwischen den Disziplinen viel fließender waren als heute. Als Lautenist und Komponist beschränkte er sich nicht auf die künstlerische Praxis: Er ging darüber hinaus und wandte experimentelle Methoden an, um die Grundlagen der Akustik und Harmonie zu verstehen. Seine musikalische Abhandlung spiegelt diesen Forschungsansatz wider und zeigt, dass Musik wissenschaftlich untersucht werden kann. Es ist faszinierend, dass diese experimentelle Denkweise seinen eigenen Sohn beeinflusst haben könnte, der diese Prinzipien auf Astronomie und Physik anwandte. Wie der Vater, so der Sohn, so gilt eben. Ein interessantes Beispiel betrifft die Untersuchung der Bewegung von Kugeln auf schiefen Ebenen, deren Gesetze Galileo Jr. zu verdanken sind. Damals gab es keine präzisen Zeitmessgeräte – nur sehr rudimentäre Geräte wie Klepsydras. Und er wird, vielleicht inspiriert von den Musikinstrumenten seines Vaters – in diesem Fall der Laute –, auf der Rinne der schiefen Ebene das angebracht haben, was bei Saiteninstrumenten als Bünde bezeichnet wird: jene Unterteilungen, die sich auf dem Hals des Instruments befinden.

Eine Art Metallstangen.

Genau. Inspiriert von den Bünden von Saiteninstrumenten konstruierte Galileo Galilei eine schiefe Ebene mit einer in regelmäßigen Abständen unterteilten Rille. Als die Kugeln die Rille hinunterrollten und diese Unterteilungen passierten, erzeugten sie beim Aufprall ein deutliches Geräusch. Anhand der Kadenz dieser Geräusche konnte er die Geschwindigkeit, mit der die Kugeln die Rille hinunterrollten, relativ genau messen. Eine Rekonstruktion dieser schiefen Ebene ist im Galileo-Museum in Florenz ausgestellt.

Um noch auf die Beziehung zwischen Astronomie und Musik zurückzukommen: Wir haben auch den Fall Wilhelm Herschel. Ich erinnerte mich, über seine Beobachtungen des Nachthimmels gelesen zu haben. Mir war nicht bewusst, dass er auch ein produktiver Komponist war.

Das stimmt. Unser Buch zeigt sogar das Cover einer CD mit seinen Werken. Und beachten Sie: Es gab in der Vergangenheit viele bekannte Musiker, und nicht alle von ihnen werden heute aufgenommen oder aufgeführt. Im Fall von Herschel, dem Entdecker des Uranus, verfügen wir glücklicherweise über Aufnahmen einiger seiner Kompositionen.

Wenn man von Musik und Astronomie spricht, muss man zwangsläufig Gustav Holst erwähnen. Ich hörte mir vor einiger Zeit „Die Planeten“ an und dachte, das Werk wäre unter einem anderen Titel vielleicht unbemerkt geblieben. Die Idee der sieben Planeten, die jedem Satz zugeordnet sind, bleibt einem im Gedächtnis haften.

Ich möchte sagen, wenn wir an Rossini denken, hat die Musik manchmal nichts mit dem Werk zu tun, zu dem sie gehört. Zum Beispiel enthält „Der Barbier von Sevilla“, eines der Meisterwerke der komischen Oper, eine sehr berühmte Ouvertüre, die ursprünglich nicht für diese Oper komponiert wurde. Rossini komponierte sie für „Elisabetta, Regina d'Inghilterra“, eine dramatische Oper. Man bedenke: Er komponiert eine Ouvertüre für ein dramatisches Werk, das er später umfunktioniert und so eine Art Selbstplagiat begeht, indem er sie in ein komisches Werk einfügt. Ich bin überzeugt, dass Holst sich bei der Komposition des Werks mit dem Titel „Die Planeten“ von den Planeten inspirieren ließ, aber wahrscheinlich eher im Sinne der Astrologie als der Astronomie. Das Werk hat mehr mit den traditionellen Vorstellungen zu tun, die mit jedem Planeten gemäß dem Tierkreis verbunden sind, als mit wissenschaftlichen Konzepten. Tatsächlich fühlen sich die Menschen von diesen Themen sehr angezogen. Also ja, der Titel hat sicherlich dazu beigetragen, vor allem, weil er sehr einprägsam ist. Coldplay hat auch ein Album mit dem Titel „Music of the Spheres“ veröffentlicht, das sich erneut auf universelle Harmonie bezieht. Diese Verbindung zwischen den Planeten, dem Kosmos, der Astronomie und sogar der Astrologie übt nach wie vor eine große Faszination aus …

…anscheinend von den Chaldäern bis heute. Wie im Buch erklärt, erlebte das 19. Jahrhundert große wissenschaftliche Fortschritte, die gleichzeitig aber auch eine Reaktion in der Kunst hervorriefen, die sich ebenfalls auf die Wertschätzung der Natur und die Infragestellung des Rationalismus konzentrierte. Ich spreche natürlich von der Romantik. Und eines der grundlegenden Konzepte ist das Erhabene, das aus dem 18. Jahrhundert stammt. Wie beschwört man Landschaften, Berge, Flüsse und Abgründe durch Musik herauf? Wie werden diese Bilder vermittelt? Glauben Sie, es handelt sich nur um eine Konvention, die diejenigen, die diese Sprache beherrschen, interpretieren können – „das ist ein Berg“ oder ein Fluss – oder gibt es tatsächlich eine Entsprechung? Tatsächlich ist es so: Wenn wir die Ouvertüre zu Wagners „Geisterschiff“ hören, scheint es, als sähen wir das tosende Meer, den Sturm, den Orkan.

Ja, es ist relativ einfach, einen Sturm musikalisch zu suggerieren. Tatsächlich war das weit verbreitet. Wie viele Opern spielen mit einem Sturm? Tatsächlich wurde es modern, besonders während der Belcanto-Zeit. Rossini war ein Spezialist darin. Natürlich sind Berge oder Gebirgszüge etwas anderes. Was ich vorhin über Holst gesagt habe, gilt auch hier. Aber die künstlerische Erfahrung, insbesondere die musikalische, ist sehr subjektiv. Ich kann das Beispiel der Grand Canyon Suite [von Ferde Grofé] nennen. Wenn ich nicht wüsste, dass sie auf den Grand Canyon anspielt oder von ihm inspiriert ist, könnte ich sie wahrscheinlich nicht verstehen, weder ich noch sonst jemand. Aber das ist auch nicht so wichtig. Wichtig ist, dass die Betrachtung dieser Landschaft den Komponisten in irgendeiner Weise bewegte und inspirierte. Was in der Romantik geschieht, ist der Einfluss großer irdischer Landschaften auf den menschlichen Geist und letztlich das Gefühl menschlicher Bedeutungslosigkeit. Die Idee des Erhabenen beinhaltet sogar eine Dimension des Schreckens und das Bewusstsein unserer Zerbrechlichkeit angesichts der Ungeheuerlichkeit der Welt und ihrer Kräfte. Ich glaube nicht, dass man sagen kann, dieses oder jenes Musikstück suggeriere uns, den Zuhörern, eine bestimmte Landschaft. Es gibt jedoch durchaus einen Zeitgeist. Diese Faszination für das Erhabene, für grandiose Naturlandschaften, manifestierte sich explizit in der Malerei. Aber in der Malerei ist es einfach, nicht wahr? Dennoch ist es natürlich, dass die Musik dies bis zu einem gewissen Grad auch widerspiegelte. Man sollte bedenken, dass die moderne Geologie im frühen 19. Jahrhundert ihre ersten Schritte unternahm und entdeckte, dass die Erde doch viel älter ist als bisher angenommen. Dann entstand das Konzept der Tiefenzeit. Hier gibt es eine interessante Parallele zu musikalischen Strukturen. Die Gattung der Symphonie beispielsweise dehnt sich deutlich aus. Jeder Satz einer Symphonie wird länger als eine ganze Symphonie Haydns im 18. Jahrhundert. Gibt es einen Einfluss oder nicht? Ich neige dazu, das zu glauben. Die Menschen begannen, eine neue Wahrnehmung von Zeit zu entwickeln. Zeit war etwas viel Umfangreicheres, ein viel umfassenderes Konzept als bisher angenommen. Es ist ganz natürlich, dass sich die Musik davon widerspiegelte. Und gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurden die Symphonien immer länger. Aber es ist kurios, denn gleichzeitig begannen auch sehr kurze Musikwerke zu entstehen.

Die Miniaturen.

Es gab sie schon immer, aber sie wurden als Nebenstücke betrachtet. Neu ist heute, dass sie nicht länger minderwertig sind – ihre geringe Größe macht sie nicht schlechter. Sie haben nun einen inneren Wert, unabhängig von ihrer Größe. Manche Autoren bringen das Aufkommen dieser Miniaturen mit neuen Zeitkonzepten in Verbindung. Zuerst war es die tiefe Zeit: die Zeit der Geologie, der Evolutionsbiologie, in der alles lange dauert. Dann, ab Mitte des 19. Jahrhunderts, begann die Eisenbahn zu wachsen. Manche argumentieren, dass dies die Entstehung kurzer Musikstücke beeinflusst hat. Es begann eine andere Interpretation von Zeit. Es ist normal, dass Musik diese Einflüsse, diese neuen Ideen, diese neuen Wahrnehmungen widerspiegelt.

Da wir gerade von der Natur sprechen, erwähnen Sie einen interessanten Punkt: Nicht nur Menschen machen Musik. Es gibt Brüllaffen, Hunde und Wölfe. Aber vor allem Vögel sind große Meister des Gesangs. Vivaldi zum Beispiel, glaube ich, imitiert in „Sommer der vier Jahreszeiten“ den Gesang des Kuckucks.

Im Laufe der Musikgeschichte wurde der Kuckuck häufig imitiert. Das ist nachvollziehbar, denn sein Gesang ist sehr ansprechend. Tatsächlich waren der Kuckuck und die Nachtigall die beiden Vögel, die in musikalischen Kompositionen am häufigsten nachgeahmt wurden, und sie inspirierten viele Komponisten gerade wegen der Schönheit und Ausdruckskraft ihres Gesangs.

Im Zusammenhang mit Wissenschaft und Musik dürfen wir nicht vergessen, dass Musiker Chemiker sind oder Chemiker Musiker, da João Paulo ein musikbegeisterter Chemiker ist. Der interessanteste Fall ist vielleicht Borodin. Und dann ist da natürlich noch Elgar.

Borodin war Professor für Chemie an der medizinischen Fakultät in St. Petersburg und widmete sich an den Wochenenden der Musik.

Er war ein Sonntagsmusiker.

Wie er selbst sagte. Elgar ist das Gegenteil: Er war Berufsmusiker und widmete seine Freizeit der Chemie. Er hatte ein Labor zu Hause – zunächst im Keller – und patentierte sogar ein Gerät zur Herstellung von Schwefelwasserstoff. Kennen Sie diese stinkenden Jahrmarktsknaller? Es ist Schwefelwasserstoff – er riecht nach faulen Eiern. Wahrscheinlich verlegte er deshalb sein Labor schließlich in einen Schuppen hinter dem Haus.

[Lachen]

Wir hatten sogar das Glück, dass uns die Elgar Society in Großbritannien freundlicherweise ein Foto des Buches „Analytische Chemie“ zur Verfügung stellte, das Elgar bei seinen Experimenten verwendete – und man kann sehen, dass es mit chemischen Flecken bedeckt ist.

Für mich liegt das große Mysterium der Musik darin, wie sie scheinbar direkten Zugang zu unseren Emotionen hat, wie sie die Kraft besitzt, uns gute oder melancholische, manchmal sogar euphorische Gefühle zu vermitteln, wie man sie bei Konzerten oder in Nachtclubs erlebt. Kann die Wissenschaft das erklären? Wie können einfache, letztlich doch abstrakte Klänge unsere Gefühle berühren?

Die Wissenschaft kann einiges erklären, aber es gibt noch viel zu lernen. Es gibt Erklärungen für Dinge wie das Schaudern, das wir bei bestimmten Akkorden und Melodien verspüren, und ein gewisses Verständnis dafür, wie uns Musikhören in die Vergangenheit zurückversetzen und Erinnerungen wachrufen kann. Aber insgesamt ist fast alles noch unentdeckt. Derzeit sind es die Biowissenschaften – Evolutionsbiologie, Kognitionspsychologie, Neurowissenschaften – und auch die Biomusikologie, eine neue, interdisziplinäre Disziplin, die Ende des letzten Jahrhunderts entstand, die versuchen, unsere Fähigkeit zu verstehen, Musik zu hören und zu erschaffen. Zunächst versuchte man beispielsweise zu erklären, warum unser Gehör konsonante Akkorde bevorzugt und dissonante bis zu einem gewissen Grad ablehnt. Dann wurden mathematische Zusammenhänge entdeckt: Konsonante Akkorde entsprechen einfachen Proportionen, dissonante Akkorde komplexeren Proportionen, wie bereits erwähnt. Dann kam die Physik mit der Erforschung von Frequenzen und Obertönen und so weiter.

Aber es erklärt immer noch nicht …

Letztendlich bleibt das Rätsel bestehen. Die Biowissenschaften haben noch viel über unsere Fähigkeit zu sagen, Musik zu machen und sich davon bewegen zu lassen. Bisher war diese Diskussion von zwei extremen Positionen geprägt: Auf der einen Seite die Evolutionisten und Adaptionisten, die Darwins Vorbild folgen; auf der anderen Seite diejenigen, die argumentieren, unsere Musikalität habe nichts mit Evolution oder Anpassung zu tun.

Nutzlos.

Für die einen ist unsere Musikalität tatsächlich biologischen Ursprungs. Am anderen Ende des Spektrums stehen diejenigen, die behaupten, unsere Neigung zur Musik sei eine rein kulturelle Erfindung. Diese beiden gegensätzlichen Positionen haben den Dialog bisher geprägt. Heute jedoch beginnt sich ein Verständnis für eine Zwischenposition abzuzeichnen: die Idee, dass möglicherweise koevolutionäre Prozesse zwischen Genen und Kultur existierten.

Eine Kompromissposition, sagen wir. Neigen Sie auch dazu?

Ohne Zweifel. Ich denke, es ist viel sinnvoller, an eine Wechselwirkung zwischen dem Biologischen und dem Kulturellen zu denken.

Ich habe vorhin gesagt, dass Musik möglicherweise nutzlos sei, aber die Wahrheit ist, dass sie im Laufe der Zeit häufig als Therapieform eingesetzt wurde.

Das stimmt. Und auch wenn unsere musikalischen Fähigkeiten nicht auf einen bestimmten biologischen Prozess unserer Vorfahren zurückzuführen sind, hat sich Musik in verschiedenen Bereichen als nützlich erwiesen, insbesondere in der Therapie. Die Wirkung von Musik auf Körper und Geist war bereits in der Antike bekannt. Heute ist Musiktherapie ein etabliertes Fachgebiet mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten – von der psychischen Gesundheit bis hin zu neurodegenerativen Erkrankungen, darunter chronische Schmerzen, körperliche Rehabilitation, Autismus und viele andere. Mit anderen Worten: Auch wenn sie ursprünglich nicht als nützlich gedacht war, hat sie doch viele Anwendungsmöglichkeiten gefunden.