Póngase Barroco Música y Matemática en el Barroco: el hilo de Ariadna para salir del laberinto Kircher - Monteverdi - Leibniz - ... Andrés Villaveces [email protected] 1 2 3 4 1 - La pérdida de centro - Disonancias. 2 - Respuesta: Fluxiones, curvatura y cálculo. 3 - Il filo di Arianna: Characteristica Universalis - Ars Combinatoria. 4 - La integral barroca - La ópera barroca El Fortspinnung y los sistemas dinámicos. 5 - Envoi: la pérdida del centro, nuestra época pre-barroca. 5 1 - La pérdida de centro - Disonancias Abro este ciclo con tres preguntas, cuya respuesta imagino se irá esclareciendo y oscureciendo, contrastando y borrando en un continuo vaivén a lo largo de estas charlas que tratarán de matemática, fı́sica, arquitectura, filosofı́a, pintura... y naturalmente música. 6 ♣ ¿Qué es el barroco? ♣ ¿Qué sentido tiene pensar en el barroco en 2001? ♣ ¿Qué matemática se hizo y... por qué? 7 Las Variaciones Goldberg “suenan barroco”, Marin Marais y el repertorio de la viola da gamba “son barrocos”, Velásquez - Monteverdi - Bach - Vivaldi Haendel - etc. etc. Aguafuertes de hombres con peluca... 8 Música barroca evoca... música de acompañamiento, de éxtasis mı́stico en las Cantatas, de pompa (Hespèrion XXI en Haendel) sensaciones sutilı́simas : los infinitos “moods” de los Musicall Humours de Hume, o las Voix Humaines de Marais. 9 Pero si nos piden enmarcar todo eso, definirlo en pocas palabras, nos podemos ver en serias dificultades! La entrada del barroco. Note el abismo entre 1 - Heinrich Isaac (1450-1517) Virgo prudentissima 2 - Claudio Monteverdi (1567-1643) T’amo mia vita Tiziano - Velásquez (Meninas, Lavanderas) 10 11 ¿Qué pasó en ese siglo XVI? Pérdida radical de centro: guerras de religión, partición de Europa, ampliación del mundo a América, etc. etc. etc. Saqueo de Roma. Alto Renacimiento: visión centralizada del mundo, reflejada en pintura, música, humanismo renacentista, etc. Después, el caos. 12 Tabla (simplista): RENACIMIENTO Harmonia Flujo suave consonante Textura homogénea Centralizado Hombre medida de todo Obras confinadas .. . BARROCO Tonalidad centralizada Variedad enorme en la superficie Textura ornamentada Dualidad entre divers. y unidad Hombre tomando las medidas Obras enormes (ópera) .. . 13 Pérdida de centro(s), necesidad de dramatismo bien codificado, reflexión: espejos en Velásquez, transposiciones en música, necesidad muy seria de expresión (¡fachadas!) 14 El cambio (naturalmente) no fue un salto. Hubo muchı́simos pasos intermedios: Gesualdo: Ahi, disperata vita - Greco: adoración de los pastores: ejemplos de música y pintura manierista Los madrigales del último tercio del siglo XVI exploraron sonoridades que aún suenan tan radicales como la música más lanzada de nuestra época. 15 16 17 18 Las contorsiones de los schiavi, los madrigales de Gesualdo o de Luzzasco Luzzaschi, pertenecen a un ámbito que ha perdido la confianza y el punto de vista central∗ ∗ Naturalmente, los ámbitos en los cuales se escuchaba esa música vanguardista solı́an ser ciertos cı́rculos muy cerrados en cortes de pequeñas ciudades italianas... 19 2 - Fluxiones, curvatura y cálculo ¿Y la matemática barroca, qué? Postponemos ¿Cuál es la respuesta del barroco al caos manierista? ¿Cómo logra el barroco “pegar los trozos”? (pegar los puntos de vista distintos, integrar lo suelto, componer de tal manera que la música pudiera incorporar la novedad sin caer en la cerradez) 20 La impresionante lista de logros matemáticos del barroco. 21 1606 Snell: medidas de meridianos. Stevin: mecánica. 1609 leyes de Kepler (verificadas para Marte) en Astronomia Nova 1610 Galileo: Sidereus Nuncius. Descubrimientos con telescopios. 1612 Bachet: cuadrados mágicos. 1613 Cataldi: fracciones continuadas. 1614 Napier: logaritmos. 22 1615 Kepler escribe sobre cónicas. Ideas iniciales de cálculo. 1619 Gunter: regla de cálculo logarı́tmica inicial. 1623 Schickard: calculadora de madera (suma y resta). Propone a Kepler armar calculadora para calcular efemérides. 1629 Fermat: máximos y mı́nimos con un poco de cálculo. 1630 Mydorge: óptica y geometrı́a. Latitud de Parı́s. 23 1635 Descartes: versión antigua de la fórmula de Euler V − E + F = 2. 1635 Cavalieri: exhaustión de Arquı́medes. Infinitesimales. 1637 Descartes: La Géométrie! 24 1639 Desargues: Geometrı́a Proyectiva. 1640 Pascal: Essay pour les coniques. 1642 Pascal: calculadora. 1647 Fermat: último teorema. 1649 De Beaune: Notes brièves: ecuaciones modernas de las cónicas. 25 c. 1650 Wallis y la criptologı́a 1651 Mercator: astronomı́a. Expansión de log(1 + x). 1654 Fermat y Pascal: probabilidad. 26 1656 Wallis: Arithmetica Infinitorum: métodos de interpolación para evaluar integrales 1657 Huyghens: reloj de péndulo, probabilidad, valor esperado (De ratiociniis in ludi aleae). 27 1657 Neile: primer cálculo de longitud de curva. 1660 De Sluze: espirales y puntos de inflexión. 1665 Newton: teorema binomial. 1667 Gregory: Vera circuli et hyperbolae quadratura: fundamentos de geometrı́a infinitesimal. Luego, Geometria pars universalis: el primer “texto de cálculo” 28 1673 Leibniz: calculadora (multiplica y extrae raı́ces). 1675 Leibniz contribuye a la integral. 29 1677 Leibniz: diferenciales, independientemente de Newton. 1679 Leibniz: sistema binario. Sistema lógico basado en la descomposición en números primos. 30 1682 Tschirnhaus: curvas catacáusticas (envolventes de rayos de luz desde una fuente puntual después de ser reflejadas por una curva). 1684 Leibniz: Nova Methodus pro Maximis et Minimis, itemque d Tangentibus. Notación dx , reglas de potencias, productos y cocientes. 1686 Leibniz: primera “algebraización” de la lógica. Sistema pre-Venn. 31 1687 Newton: Philosophiae naturalis principia mathematica. De acuerdo con muchos, el libro más importante en toda la ciencia. 32 1690 Leibniz: mundos posibles. Lógica modal. Falsedad de la subordinación aristotélica. 33 Enfoquemos: todo el embrión de la matemática moderna aparece en ese siglo: F La invención de la geometrı́a analı́tica, F La invención del Cálculo, 34 F Su formalización inicial (teorema fundamental), F Primera crı́tica seria a la lógica aristotélica, F Algebraización de la lógica, 35 F Multiplı́simas aplicaciones del cálculo a problemas de fı́sica (óptica, dinámica, sistemas dinámicos, ecuaciones diferenciales), F Galileo al principio, Newton al final, 36 F Máquinas Calculadoras, sistema binario, sistema pre-Venn, F Analysis Situs de Leibniz: conexidad, espacialidad, teorı́a abstracta de la posición, teorı́a abstracta de la situación relativa (Characteristica Geometrica) 37 F Semántica à la Kripke (mundos posibles de Leibniz): 1690 - 1960 38 Aq Ap Ar fpr fpq (a) a fpq fqr fpr (a) q r p P 39 La lista anterior: dos direcciones fuertes en matemática: fragmentación y unificación. Estudio de miles de problemas nuevos y reconocidos como importantes, e impulso reunificador 40 Huyghens: fı́sica matemática “barroca” que tiene por objeto la curvatura. En Leibniz, la curvatura del universo se prolonga según tres nociones fundamentales: fluidez de la materia, elasticidad de los cuerpos, el resorte como mecanismo. 41 Universo “comprimido” por una fuerza activa que da a la materia un movimiento curvilı́neo o turbulento. Textura infinitamente porosa de la materia (compare con la textura musical de muchas obras de Bach o con las vetas de travertino usadas en arquitectura). 42 entender la inflexión, calcularla, calcular las infinitas vetas del mármol, 43 entender la expresión del mundo, catalogar la complejidad de pasiones y sentimientos humanos. 44 3 - El hilo de Ariadna: Characteristica Universalis - Ars Combinatoria Después del caos, el Barroco intenta (y logra) una nueva explicación, una nueva clarificación. 45 Las mejores respuestas que dieron, dada la dificultad del reto, terminaron abriendo paso a lo que llamamos “modernidad”. En filosofı́a: Descartes, Spinoza, Malebranche y... ¡Leibniz! 46 1666: Arte Combinatoria. Aquı́ estaba (en embrión), el sistema gigantesco que armarı́a a lo largo de su vida, y que podrı́amos nombrar bajo el rótulo de Characteristica Universalis. 47 Caracterı́stica universal: lenguaje global para calcular localmente disquisiciones conceptuales y medir (todos) fenómenos de la experiencia: 48 Para mı́ la combinatoria es la ciencia de las formas, es decir de lo similar y lo diverso, ası́ como el álgebra es la ciencia del tamaño, es decir de lo igual y lo desigual; más aún la Combinatoria parece diferir poco de la Caracterı́stica general, ciencia que inventa o permite inventar los caracteres propios del álgebra, de la música y, mejor aún, de la lógica. 49 La Caracterı́stica entrega las palabras a las lenguas, las letras a las palabras, los números a la aritmética, las notas a la música; es ella la que nos enseña el secreto de fijar el razonamiento, y de obligarlo a dejar como trazas visibles sobre el papel, para ser examinado a cabalidad: es, en fin, ella la que nos permite razonar económicamente, al poner caracteres en lugar de las cosas, para liberar la imaginación. 50 3.1 - Characteristica geometrica 51 Producto especı́fico: cálculo diferencial e integral (cálculo infinitesimal). Descartes Cálculos ad hoc de tangentes y cuadraturas Leibniz Unificación en un Cálculo no artificial 52 Realizo el cálculo infinitesimal mediante algunos nuevos signos de maravillosa comodidad, acerca de los cuales me respondı́steis que es más ordinario e inteligible vuestro modo de expresión y que rechazais al máximo la novedad en las definiciones. Pero habrı́an podido objetar lo mismo los viejos aritméticos, cuando los más modernos introdujeron los caracteres árabes en vez de los romanos, o los viejos algebristas cuando Viète sustituyó los números por letras. En los signos, la comodidad está ligada al descubrimiento –y la comodidad es máxima cuando con poco 53 expresan y captan la naturaleza ı́ntima de las cosas– ya que entonces se disminuye admirablemente la fatiga del pensamiento. Tales son en verdad los signos de los cuales me valgo en el cálculo de las ecuaciones tetragonales, y mediante los cuales resuelvo en pocas lı́neas problemas a menudo muy difı́ciles. Por ejemplo, aquel problema que Descartes afrontó en vano en sus cartas – encontrar una curva tal que el intervalo AT entre la tangente CT y la ordenada EA sea un segmento constante–, con el uso de mis caracteres se resuelve en tres o cuatro lı́neas. Me sirvo 54 en realidad del mismo cálculo y de los mismos signos, ya sea para el método inverso de las tangentes, ya sea para el método de las cuadraturas. Por otra parte, no debe temerse que la contemplación de los caracteres nos aleje de las cosas; al contrario, nos guiará en lo ı́ntimo de ellas. En efecto, si hoy debido a caracteres mal coordinados poseemos a menudo conocimientos confusos, en cambio, al maneja mejor los caracteres, obtendremos fácilmente 55 conocimientos más precisos; ya que tendremos a nuestra disposición una especie de hilo mecánico en el meditar, mediante el cual podrá resolverse con gran facilidad cualquier idea en las ideas que la compongan. Más aún, después de haber considerado atentamente el signo de cualquier concepto, se presentarán inmediatamente a la mente los conceptos más simples en los cuales se descompone: por lo tanto, como la resolución de un concepto corresponde perfectamente a la resolución de su signo, 56 la simple consideración de los caracteres nos llevará a conocimientos adecuados, espontáneamente y sin fatiga. 57 Desarrollos matemáticos obtenidos con sus cálculos (combinatorio, lógico, infinitesimal), ⇓ Leibniz organiza una “metafı́sica matemática”. 58 → Principio de continuidad, → Principio de identidad, → Indiscernibilidad, → Monadologı́a. 59 Esquema general - caracterı́stica de Leibniz: énfasis en unidad de signos generales y proceso fundamental de recombinaciones relacionales: 60 Lógica álgebra térm. y proposiciones conceptos análisis Matemática combinatoria cálculo diferencial e integral relacional signos generales Metafı́sica monadologı́a Characteristica Universalis 61 Análisis: debe buscar componentes primarias, naturales y económicas (signos generales) que, aliviadas de lastres contextuales, liberen la imaginación. Recombinando los signos generales a lo largo de diversos ámbitos relacionales se producen nuevos conocimientos. 62 La lógica matemática contemporánea es una lógica de relaciones. El primero que inicia los pasos hacia esto es Leibniz. 63 Números: signos de su combinatoria lógica. Conceptos Conceptos primitivos Números Números Primos Ası́, la descomposición de un concepto en sus conceptos primitivos debe corresponder a la factorización de su número en primos. 64 Composición Subsunción multiplicación divisibilidad El conocimiento no puede proceder por meras dicotomı́as y divisiones (uso de una cantidad par de componentes) sino por una combinatoria relacional general (uso arbitrario de un número infinito de primos). 65 Para contemplar la negación, Leibniz introduce el signo −; cada concepto queda entonces codificado por un par (+x, −α). Si el concepto no es contradictorio, se requiere que x y α sean primos relativos. 66 Ejemplos (1679). La universal afirmativa “todo sabio es pı́o” será verdadera si sabio se representa por (+70, −33) y pı́o por (+10, −3), pues 10|70 y 3|33. La universal negativa “ningún pı́o es infeliz” será verdadera si “pı́o” se representa por (+10, −3) e “infeliz” por (+5, −14): +10 posee el factor +2, −14 el factor −2, +2, −2 son contradictorios, ası́ “pı́o” e “infeliz” son incompatibles. 67 Aún más: las proposiciones silogı́sticas pueden ser codificadas mediante valuaciones aritméticas. Si V (X) = (+x, −α), V (Y ) = (+y, −β), entonces V |= aXY V |= iXY ssi ssi y|x ∧ β|α (y, α) = 1 = (x, β) 68 Observe que, como o es contraria de a y e es contraria de i obtenemos V |= eXY V |= oXY ssi ssi (y, α) 6= 1 ∨ (x, β) 6= 1 y -x∨β -α Xavier Caicedo y Alejandro Martı́n (1998): este sistema de números caracterı́sticos es válido y completo. 69 3.2 - Centro Tonal ¿Qué pasa en música? ¿En qué sentido el esplendor del barroco viene a ser una respuesta comparable con la Characteristica Universalis, que ilumine toda la época, y abra preguntas que asociemos hoy con la modernidad? 70 La respuesta a mi modo de ver tiene dos vertientes, complementarias pero de carácter distinto: 1. Lo que escriben los músicos (y comentaristas) acerca de la música. 2. Lo que hacen los compositores. 71 Dos momentos cumbres en el barroco musical: Monteverdi y Bach. 72 73 En la segunda vertiente, con Monteverdi tiene lugar una entrada progresiva pero brutal del uso de centro tonal como hilo conductor, como characteristica, en madrigales a partir del libro IV y muy notoriamente en obras como la ópera Orfeo. 74 La carrera de Monteverdi abarcó sesenta años. Está situada en uno de los puntos de giro principales de la civilización occidental. En música, la tonalidad armónica es tal sistema. Uno de los más duraderos, tan involucrado en todo que virtualmente definió la naturaleza y los lı́mites de la música occidental hasta el siglo XX (E. Chafe). 75 Monteverdi sentó la base de las estructuras tonales y de los procesos figurativos con propósito y dirección extremos. Fuente primaria: confianza renovada en la racionalidad humana. Extraordinaria riqueza de esquemificación tanto en concepto como en detalle. 76 secuencias, bajos continuos, regularidad de metro y frase, dinámica especificada, tempi, intrumentación; clasificaciones de figuras, estilos, afecciones, idiomas instrumentales; organización jerárquica de progresiones de acordes y cadencias. Incluso la trı́ada como entidad armónica y la representación de combinaciones verticales por fórmulas numéricas en los bajos figurados... 77 Comprehender la experiencia por medio de unidades categorizables y subdivisiones. [Armonı́a y expresión tanto en Leibniz como en Monteverdi.] Choque del ideal pitagórico (de fuerza brutal en el siglo XVI) con el problema de la expresión en su sentido más amplio. 78 De un mundo finito y cerrado a un mundo con infinitos pliegues, abierto (?). Diferencia entre la superficie (término moderno) y aspectos estructurales de la música. 79 Estilo renacentista: no requiere superficie dotada de fachada ornada que impedirı́a el flujo suave de sonoridades consonantes que definen su mundo armónico. Estilo barroco: se deleita en una plétora de patrones, en gran parte como manera de explicar –esto es, poner bajo control racional– la relación entre la música y el mundo extramusical. 80 Analogı́a perfecta con la dicotomı́a interno/externo de la filosofı́a de esa época. El descubrimiento fundamental es la tonalidad armónica: 81 Punto de unidad entre los diversos aspectos de ese estilo... sı́mbolo de confianza en el nuevo racionalismo, el “hilo de Ariadna”∗ para que los oyentes se orienten a sı́ mismos en la diversidad de la existencia. ∗ Metáfora de la época. 82 3.3 - Musurgia Universalis Athanasius Kircher: figura puente entre Monteverdi y Leibniz. Kircher sintetizó entre otras cosas el trabajo de Monteverdi y otros en música, y por otro lado fue uno de los modelos de Leibniz en su intento inicial de Arte Combinatoria. 83 84 85 1650: Musurgia Universalis, (¡1152 ff!): Musurgia Universalis, sive Ars Magna consoni et dissoni in X libros digesta. Qua Vniversa Sonorum doctrina, et Phylosophia, Musicaeque tam theoricae, quam practicae scientia, summa varietate traditur; admirandae Consoni, et Dissoni in mundo, adeoque Universa Natura vires effectusque, vti noua, ita peregrina variorum speciminum exhibitione ad singulares usus, tum in omnipoene facultate, tum potissimum in Philologia, Mathematica, 86 Physica, Mechanica, Medecina, Politica, Metaphysica, Theologia Metafı́sica Polı́tica Medicina Teologı́a Música Filologı́a Fı́sica Mecánica Matemática 87 Kircher discute profusamente lo que habı́a sucedido durante los sesenta años de actividad de Monteverdi. Chierotti dice: “El metodo compositivo de Kircher, con un campo d’acción limitado a la sola musica vocal, estaba basado sobre diversas tablas de acordes a cuatro voces, cifrados según las convenciones del bajo continuo y combinados en centenares 88 de secuencias de longitud variable. La tarea del compositor era ensamblar en sucesión más secuencias de acordes. El texto a musicalizar era el punto de partida para la composición: el contenido afectivo complejo, el número de las sı́labas y la distribución de los acentos determinabano la escogencia de una serie di secuencias por encima de otra. El secreto de la musurgia mirifica consistı́a en un peculiar uso de la combinatoria... la fuerza secreta de la combinatoria habrı́a logrado que del ensamblaje sucesivo aparecieran siempre nuevas cadenas de acordes. 89 Expresión: Kircher fue uno de los autores que más se ocupó del Affektenlehre, la teorı́a de los afectos barroca. El gran avance de Lully, Rameau, etc. más adelante tendrı́a que ver con coficación de expresión de afectos por giros retóricos. En teatro, Racine y Corneille (y a su manera, Molière), fueron los que desarrollaron esa dirección. 90 91 Qualitas Tono- Belli- Laetus Lachry- rum cosus vagus mosus anti- Hypo- Hypo- Phry- qua lydius dorius gius Lydius Dorius Hilaris Amenus Plus Tristis religios. queru- Volup- jucun- Fiducia Mollis Magni- Severus suavis lus tuosis dus plenus vanus ficus vehemens Hypo- Myxo myxo- Dorius phryg. lydius lydius Ionius ionius Iastius iastius Nomina HypoHypo- Hypo- Signatio Mollis Mollis Durus Mollis Durus Durus Durus Durus Mollis Mollis Durus Durus Mollis Toni VI II III V VIII I IV VII VIII IX X XI XII F 8 ]7 6 5 4 3 2 ]7 4 3 6 4 8 E 7 [6 5 4 3 2 8 6 3 2 5 3 7 D 6 5 4 3 2 8 7 5 2 8 4 2 6 C 5 4 3 2 8 ]7 6 4 8 ]7 3 8 5 B 4 3 2 8 7 [6 [5 3 7 [6 2 7 4 A 3 2 8 7 6 5 4 2 6 5 8 6 3 G 2 1.8 ]7 6 5 4 ]3 8 5 4 7 5 2 F 1.8 7 6 5 4 3 2 7 4 3 6 4 1 92 4 - La integral barroca La ópera barroca - El Fortspinnung y los sistemas dinámicos Tensión entre dos direcciones: diversificadora vs. integradora. Tensión explı́cita y codificada. La idea de integral en Leibniz claramente apunta en esa dirección. 93 El cálculo diferencial intenta capturar comportamiento infinitesimal de variación. El cálculo integral intenta hacer sı́ntesis. La lógica de Leibniz intenta buscar la characteristica universalis: la supercodificación. 94 RENACIMIENTO Harmonia Flujo suave consonante Centralizado Hombre medida de todo Obras confinadas BARROCO Tonalidad Variedad enorme en la superficie Dualidad entre divers. y unidad Hombre tomando las medidas Obras enormes (ópera) 95 Generación de disonancia y su racionalización. Disonancia en el sentido más amplio (incluye sucesiones armónicas que habı́an sido vistas como no armónicas por siglos): relatio nonharmonica. (Primera fase de la salida del ideal renacentista de la harmonia.) “Contra-reforma”: centros tonales fuertes. 96 Sin embargo, la emergencia de esta nueva tonalidad estuvo acompañada de emergencia de disonancias verticales (que a la larga fueron vista como esterotipos del nuevo estilo). 97 Análogo a la expansión de un sistema numérico (Hı́paso, imaginarios, surreales, etc.). Es necesario armar una teorı́a sólida del nuevo sistema numérico para que quepan ahı́. Por ejemplo, los infinitesimales de Leibniz. 98 La nueva lógica da un aura de frescura a la música de Monteverdi; la música de la generación anterior (Gesualdo, etc.) sigue sonando inquietante (y manierista) después de siglos, por la ausencia de lógica fuerte. 99 f Rb a a f (x)dx b (¡notación de Leibniz!) Orfeo = Rf i F (t)dt 100 Podemos delirar ligeramente, como lo hace Deleuze en sus textos sobre el barroco (siempre y cuando tengamos en mente que estamos hablando “tongue-in-cheek”): el logro barroco no es en sı́ la integral. El logro es su codificación y formalización, su relación con la diferencial, su relación con curvatura y diferencial, 101 su relación con los infinitesimales. En este sentido es la “gran sı́ntesis”, algo que el barroco se propone en otras áreas, y que claramente intenta Monteverdi en su ópera, al armar una enorme estructura que mezcla pasión, tiempo, afectos, mitologı́a, melodı́a, recitativo y áreas. 102 El rol del recitativo es tan crucial para la armazón de la ópera como el rol de los infinitesimales en la armazón de la integral de Leibniz. Orfeo = R f in inicio afectos melodı́a etc. mito pasión dt 103 Barroco tardı́o: desarrollo de la expresión y Fortspinnung: esa sensación inevitable de “movimiento hacia adelante”, (¡sistemas dinámicos!) 104 5 - Envoi: la pérdida del centro, nuestra época pre-barroca Llegados a este punto, deberı́amos empezar a entender el barroco de manera diacrónica y no cronológica. Detectar fenómenos de barroco en música de Boulez o de Berio, o a la inversa barroco en Dunstable o el Eton Choirbook. 105 Barroco: sı́ntesis integral, estabilización de la multitud (de afectos, fluxiones, tensiones). Fusión entre distintas formas de expresión. 106 Hacia 1960: Mónadas e indiscernibles, infinitesimales y mundos posibles de Leibniz reaparecen en la Teorı́a de Modelos. 107 Época de nuevo “pre-barroca” 108