潮水的国王

陈婧

在英国普利茅斯大学新落成的海洋大楼里，有个长35米、宽15米的大水池，看起来像个游泳池，谁都不会想到接下去要欣赏的是一场音乐会。柯尔克穿着白衬衫，系着粉红色领带，下身是一条黑色的西裤——和普通指挥没太大区别，但他看起来更像军事指挥官，手腕上和身上都连接着黑色的运动传感器。在几百名观众的注目下，站在水池上方侧面“指挥台”上的柯尔克先举起了左手，波浪开始起了细微的波澜。当他举起右手，波浪的振动开始变大，慢慢有了声响。当他挥舞双手，顿时掀起汹涌波涛，拍击水池的边沿，偶尔还溅到观众身上。池水翻滚着波浪，咆哮着卷起洁白的浪花，奏出了世界上第一支海浪交响曲。

这首名为《波声》的交响曲由柯尔克与作曲家塞缪尔·弗里曼合作创作，时长12分钟。真正让池水起起伏伏的并非上下挥舞的手臂，而是水池中24块造浪板。它们不断移动并变化着角度，从而控制造浪的方向和大小。但音乐声并不完全由水声构成，水池四周的测量器会把波涛撞击池壁时的力度和幅度变化，转化为电子信号并传递至音乐合成器。随后，音乐合成器会发出类似鲸鱼歌声那样的音频信号，从而组成了最后的海浪交响曲。柯尔克胳膊挥动的幅度既决定了海浪的大小和力度，也决定了乐声的高低起伏，尤其是操纵杆决定了音量的大小。

在水池中，为了配合交响曲的“多乐器”演奏，还有其他几件“乐器”：比如水鼓，由几名来自普利茅斯大学的学生身着潜水服，站在水中拍击浪花，犹如敲击着一面牛皮鼓。水池中还有特制的浮标，当受到波浪撞击时，可以发出深沉的铃声，就像三角铃。交响曲达到最高潮时，你听着波浪的声音，闻着波浪的味道，看它们起起伏伏，瞬间会产生置身太平洋边的错觉。

柯尔克现年42岁，是普利茅斯大学电脑音乐跨领域研究中心成员，还是海洋研究所的常驻作曲家，擅长跨领域音乐实践。这位音乐怪才的灵感来自于音乐和科技的交融，他获得过两个博士学位，分别是艺术和人工智能领域。他研究的兴趣十分广泛，包括了量子力学、海洋科学、证券市场和人工智能，这些看起来毫无关联的领域却通过音乐，实现了完美的科幻般的演绎。在业内，他也获得了“当代乐坛的菲利普·狄克（科幻小说家）”的雅号。他把这次波浪乐队演奏海洋交响曲，看作“通过艺术媒介展示海洋科学的魅力”。

表演结束后，观众们起立鼓掌时间长达5分钟，一些观众希望购买表演的视频。英国《每日邮报》还把柯尔克和“卡努特国王”相提并论——这位11世纪的君主在英国历史上有着非常传奇的色彩，他一人兼任了丹麦和英国两国的国王。但和其他国王不同的是，他把宝座设在海边，目的是控制潮起潮落。传说他试图让潮水听从国王的指挥，方法就是把头戴的王冠扔进海里，谁知海浪没有被制服，卡努特国王却差点殒命。当然，这个国王的笑话和控制大海的野心也在英国历史上记下了浓厚的一笔。

不过现在，桀骜不驯的大海终于被柯尔克征服并驾驭了：普利茅斯大学的这个水池是英国技术最先进的水池，可以模拟一系列的海洋环境，包括潮起潮落的高度和力度。而且在这位音乐家手中，这个水池就变成了一件乐器，或是一个乐团，听从他的“指挥”而“琴瑟和鸣”。在他的工作室里，他向我们畅谈了人工智能谱曲的当下应用和未来前景，以及计算机编程系统在表达式音乐表演领域非常突出的作用。

记者：看你的研究兴趣非常宽泛，为什么会想到创作一首海浪交响曲？

柯尔克：在互联网浪潮兴起前，我是华尔街的一名证券分析师，对数学分析程序非常感兴趣，当时的收入也不错，在纽约的联合国大楼旁有自己的公寓。但我想要一个不同的生活。我的母亲是位诗人，她发表了一些作品，在她去世之后，我改变了自己的人生道路，重新回到学校攻读艺术博士学位。这个巨大的转向，是因为音乐从我童年起，就有非常重要的位置，而我想做的不是按比例地投入其中任何一项，而是让科技和艺术真正交互，成为我人生中平衡的支点和新跑道的起点。人生就像海浪，充满了起伏和变化。这次的作品也是科技和艺术的双重产物，普利茅斯大学的海洋大楼有世界上最先进的造浪池，我立刻想到，可以用它来创造波浪，让波浪变得富有活力并转化为音乐。大海的波涛声是自然界最纯美、浑厚，而且颇具神秘色彩的声音，我一直希望能把水变成另外一种形式的“音乐”创造者。

记者：你提到波浪的活力，这种活力如何才能变为音乐？

柯尔克：举个例子来说，当乐谱上的每一个音符都被精准地弹奏时，这样的音乐听起来是几乎不具有生命力的。所以当演奏家在弹奏一首曲子时，拍子不可能完完全全固定的，甚至于声音的力度也不可能都维持一样的大小。一首歌曲的表演型态其实是有很多不断变化的参数，譬如说拍子、声音的大小、还有声音的清晰度等，需要一些地方加快、一些地方变慢，或是对于某些音符和某个段落特别强调地去诠释，才能让音乐变得更加动听更有生命力，才能让听众更清楚地听见表演者的想法。因此，我们研究了大量的“表演艺术家”可靠而精确的音乐表演，并且透过计算机对数据的分析和挖掘，找出其中的特征和规律，并通过人工智能的方法，让海浪把这个音乐表演过程进行还原，而我只是“指挥”。

记者：换句话说，这些波浪就像交响乐团中的音乐家，由它们在进行演奏？

柯尔克：是的。我的指挥动作就像给了音乐家下一步动作的信号，造浪池里的波浪才是真正的音乐家，由它们按下钢琴的琴键，随着我而弹奏，表现出那些变化的元素，如节奏快慢、声音大小、力度强弱等等。但要做到这些，并不是一件容易的事，因为我们需要完全模拟音乐家表演的过程。我们的方法首先是将一些音乐家高品质的演奏转化成机器可读的形式，然后将音符编码成为机器可读的形式并对应到乐谱中，把乐谱和演奏者的实际发挥做比较，提取拍子、响度这些特征性的数据，并把这些数据转化成计算机可以分析的部分。接着，我们会从韵律、音调去分析音乐的结构，开发出计算机可以学习的算法，然后有系统地连接音乐结构方面典型表达的特征，还要制订它们的符号规则。最后，用不同的音乐风格执行有系统的实验。比如，我们会研究不同音乐家弹奏贝多芬的《月光》奏鸣曲时的特征，形成最有“生命力”的版本，让造浪池去进行演绎。

记者：这是否意味着需要采用人工智能去进行智能控制？

柯尔克：我们越来越依赖人工智能的方法来对音乐进行研究，这些研究是为了处理音乐中复杂且大量存在的数据，尤其是机器学习和数据挖掘，具有越来越重要的价值。以前的数学和计算机技术没有办法精准地摘录准确的表演信息，例如每一个音符开始和结束的时间，力度也没有办法直接从音频数据中撷取，但现在有了人工智能，我们可以精确记录每次表演，包括每个音符跟每次的琴键位置高低和踏板运动。这些方法可以挖掘音乐中有趣且有规律的特征，让音乐更加悦耳、有活力，并且保持对波浪形态最佳的控制，让希望达到的音乐效果更加准确。

记者：如何让涛声转换的音乐听起来非常悦耳呢？

柯尔克：我们不仅对希望出现的音乐进行了研究，而且我们也对海浪进行了细致的研究。浪花中大大小小的气泡便是一位位天才的“演奏家”。涛声的音质是否优美，取决于形成海浪所特有的浪端气泡的体积大小。我分别对在实验室水池中和开放的海洋中拍摄到的高速录像进行了分析，并测算了浪端气泡的体积，进而勾画出了一幅浪花中气泡形成的完整图画。我们可以把气泡分成一大一小两个种类，“大气泡”直径约在1毫米至10毫米之间，而“小气泡”的直径则小于1毫米。大气泡和小气泡的形成过程不尽相同。波浪形成初期，浪尖会卷裹一部分空气形成一个管状空洞，当它下落时，这个空洞便被分割成若干部分，从而形成大气泡。当浪尖与海水再次相遇，飞溅起的浪花将海水表面的空气带入水中，小气泡就此诞生。虽然大小气泡的形成过程不同，但两种过程都遵循了能量守恒的规律。小气泡爆裂时所发出的声音要比大气泡更为激烈。所以要让音乐悦耳，最关键就是需要让造浪板推动海浪多形成小气泡，而不是更多的大气泡。

记者：对你来说，在人工智能谱曲和弹奏的过程中，最有挑战的地方在哪里？

柯尔克：处理这些数据，让这些数据变得可以分析以及机器学习是一项非常困难的事情，因为海浪要像人类那样“智能”地去弹奏。这样需要的不仅仅是模拟出“乐谱”的信息，即音符什么时候必须被弹奏，也需要让波浪有智能的表现，它需要像人类那样学会去表达“情绪”，加上一些音符去美化乐曲。但在实际过程中，最难的地方在于很难去真正做到“控制”波浪，有时候造浪板的一个角度的变化就会引起声音完全的改变。因此我们发展了新的算法，首先是关于拍子的归纳，包含了波浪速度的辨识还有追踪那些已经改变的速度，接着是量化，记录形成音乐的开始和结束时间，最后是判断音符的准确性。最终才能让海浪弹出的音乐像表演家那样可控制、有情绪起伏，还很精准。

记者：在你看来，未来的“人工智能”音乐会有哪些趋势？

柯尔克：音乐尽管一直在发展，但是数百年来或许唯一没有改变的就是音乐家和受众之间的关系。一方面，聆听音乐是个被动的过程，尽管听众可以在数以百亿的音乐作品中挑出他们自己喜爱的，但是他们在创作过程中没有一席之地。另一方面，创作音乐是个必须主动的过程，你只有掌握了某种乐器，才能随心所欲地进行弹奏。但并非每个人都有能力和时间成为一名创作人，你需要反复练习和一定的天赋。但是互联网和计算机技术的发展，尤其是人工智能，改变了音乐创作的路径：我们的日常生活中汇集了海量的数据流，越来越多有想法的极客科学家和音乐人想把任何活动都去变成音乐作品，之前就有很多艺术家做出大胆前卫的尝试。比如有的音乐人使用城市空气污染数据来创作声音作品，一些鬼才音乐组合基于银河系行星的运行轨迹数据来生成作品，而我的海浪音乐说到底也是一种把被动的数据收集，转化成主动的音乐创作。另外，生物音乐作为一种实验类型的音乐，也变得越来越受关注。生物音乐的诞生，来自于非人类生物环境的声音取样，比如由人体脑电波产生的音乐作品，由海洋潮汐变化产生的音乐以及太阳能所产生的音乐，这些“动能”音乐因为具有生命力而值得关注。在未来人工智能音乐的领域，全世界的音乐人会接触到更多前所未有的创作工具，去创造新的数据音乐或是生物音乐这些人工智能音乐，这在以前是远远无法想象的，音乐家和受众之间的界限或许会变得日趋模糊。