Beethoven chẳng bao giờ hoàn thành được Sinfonia thứ 10 của mình. Nhưng giờ đây, các nhà khoa học máy tính đã làm được

Khi Ludwig von Beethoven qua đời vào năm 1827, anh đã cách xa ba năm từ khi hoàn thành Sinfonia thứ Chín, một tác phẩm được nhiều người tôn vinh như kiệt tác của ông. Ông bắt đầu làm việc trên Sinfonia thứ 10 của mình nhưng, vì sức khỏe suy giảm, không thể tiến triển nhiều: Những gì ông để lại chỉ là một số bản phác thảo âm nhạc.

Kể từ đó, người hâm mộ Beethoven và những nhà âm nhạc đã nghiên cứu và than khóc vì những gì có thể đã xảy ra. Những nốt nhạc của ông đánh bại mọi sự trông chờ, tuy nhiên, dường như mãi mãi ở xa tầm tay.

Bây giờ, nhờ công việc của một nhóm nhà sử học âm nhạc, những nhà nghiên cứu âm nhạc, nhà soạn nhạc và nhà khoa học máy tính, tầm nhìn của Beethoven sẽ trở nên sống động.

Tôi đứng đầu phần trí tuệ nhân tạo của dự án, dẫn dắt một nhóm nhà khoa học tại công ty khởi nghiệp trí tuệ nhân tạo Playform AI, đã giảng dạy cho máy tính cả tác phẩm toàn bộ và quá trình sáng tạo của Beethoven.

Một bản thu âm đầy đủ của Sinfonia thứ 10 của Beethoven sẽ được phát hành vào ngày 9 tháng 10 năm 2021, cùng một ngày với buổi biểu diễn ra mắt thế giới được lên lịch diễn ra tại Bonn, Đức - là kết quả của một nỗ lực hơn hai năm.

Những nỗ lực trước đó đều đối mặt với một bức tường

Xung quanh năm 1817, Hội Âm nhạc Hoàng gia Philharmonic tại London đã đặt hàng cho Beethoven viết Những bản nhạc giao hưởng thứ Chín và thứ Mười của mình. Được viết cho một dàn nhạc, những bản nhạc giao hưởng thường bao gồm bốn phần: phần đầu tiên được trình diễn ở nhanh, phần thứ hai ở tốc độ chậm, phần thứ ba ở tốc độ trung bình hoặc nhanh, và phần cuối cùng ở tốc độ nhanh.

Beethoven hoàn thành Sinfonia thứ Chín của mình vào năm 1824, kết thúc bằng “Ode to Joy” bất hủ.

Nhưng khi đến Sinfonia thứ Mười, Beethoven không để lại nhiều, chỉ có một số nốt nhạc và một số ý tưởng mà ông đã ghi chú.

Có một số nỗ lực trước đây để tái tạo một số phần của Sinfonia thứ Mười của Beethoven. Nổi tiếng nhất là vào năm 1988, nhà âm nhạc học Barry Cooper đã cố gắng hoàn thành phần đầu tiên và thứ hai. Ông kết hợp 250 thanh nhạc từ bản phác thảo để tạo ra điều mà theo quan điểm của ông là một bản trình diễn của phần đầu tiên trung thực với tầm nhìn của Beethoven.

Tuy nhiên, sự hiếm hoi của bản phác thảo của Beethoven làm cho các chuyên gia nhạc giao hưởng không thể vượt qua phần diễn thứ nhất đó.

Hình thành đội ngũ

Đầu năm 2019, Tiến sĩ Matthias Röder, giám đốc Viện Karajan, một tổ chức ở Salzburg, Áo, chuyên nghiên cứu công nghệ âm nhạc, liên lạc với tôi. Ông giải thích rằng ông đang tập hợp một đội ngũ để hoàn thành Sinfonia thứ Mười của Beethoven để kỷ niệm 250 năm ngày sinh của nhà soạn nhạc. Biết đến công việc của tôi về nghệ thuật được tạo ra bằng trí tuệ nhân tạo, ông muốn biết liệu AI có thể giúp đỡ để điền vào những khoảng trống mà Beethoven để lại hay không.

Thách thức trông có vẻ khó khăn. Để thực hiện điều này, AI sẽ cần làm điều chưa từng thực hiện trước đó. Nhưng tôi nói rằng tôi sẽ thử.

Röder sau đó đã tạo ra một đội ngũ bao gồm nhà soạn nhạc người Áo Walter Werzowa. Nổi tiếng với việc sáng tác nhạc chuông ký hiệu của Intel đặc trưng của họ, Werzowa được giao nhiệm vụ tạo ra một loại sáng tác mới sẽ tích hợp những gì mà Beethoven để lại với những gì AI sẽ tạo ra. Mark Gotham, một chuyên gia âm nhạc tính toán, đứng đầu nỗ lực chuyển bản phác thảo của Beethoven và xử lý toàn bộ tác phẩm của ông để AI có thể được đào tạo đúng cách.

Đội ngũ cũng bao gồm Robert Levin, một nhà âm nhạc học tại Đại học Harvard, người cũng là một nghệ sĩ piano xuất sắc. Levin trước đó đã hoàn thành một số tác phẩm của Mozart và Johann Sebastian Bach chưa hoàn chỉnh từ thế kỷ 18.

Dự án hình thành

Tháng 6 năm 2019, nhóm đã tụ tập trong một hội thảo kéo dài hai ngày tại thư viện âm nhạc của Harvard. Trong một căn phòng lớn với một cây đàn piano, một bảng đen và một chồng sổ tay phác thảo của Beethoven bao phủ hầu hết các tác phẩm đã biết của ông, chúng tôi thảo luận về cách làm thế nào các đoạn nhỏ có thể được chuyển thành một tác phẩm âm nhạc hoàn chỉnh và làm thế nào AI có thể giúp giải quyết câu đố này, trong khi vẫn trung thành với quá trình và tầm nhìn của Beethoven.

Các chuyên gia âm nhạc trong phòng háo hức muốn tìm hiểu thêm về loại nhạc mà AI đã tạo ra trong quá khứ. Tôi kể họ nghe về cách AI đã thành công trong việc tạo ra nhạc theo phong cách của Bach. Tuy nhiên, đó chỉ là sự hòa âm của một giai điệu được nhập vào mà nghe có vẻ giống Bach. Điều này không gần gũi với những gì chúng tôi cần làm: xây dựng một bản giao hưởng hoàn chỉnh từ một số đoạn nhỏ.

Cuối cùng, nhiệm vụ đã lộ rõ. Chúng tôi sẽ cần sử dụng các nốt và tác phẩm đã hoàn thành từ toàn bộ tác phẩm của Beethoven - cùng với các phác thảo có sẵn từ Sinfonia thứ 10 - để tạo ra điều gì đó mà Beethoven chính ông có thể đã viết. Trong khi đó, các nhà khoa học trong phòng - tôi cũng vậy - muốn tìm hiểu về những vật liệu có sẵn và làm thế nào các chuyên gia ảo tưởng về cách sử dụng chúng để hoàn thành bản giao hưởng.

Đây là một thách thức lớn. Chúng tôi không có một máy mà chúng tôi có thể đưa phác thảo vào, nhấn một nút và máy sẽ tạo ra một bản giao hưởng. Hầu hết AI có sẵn vào thời điểm đó không thể tiếp tục một đoạn nhạc chưa hoàn chỉnh ngoài vài giây bổ sung.

Chúng tôi sẽ cần đẩy ranh giới về những gì AI sáng tạo có thể làm bằng cách giảng dạy máy về quá trình sáng tạo của Beethoven - cách ông ta sẽ lấy vài thanh nhạc và công phu chúng thành những bản giao hưởng, bản tương tác và sonata đầy cảm hứng.

Xây dựng quá trình sáng tạo của Beethoven

Khi dự án tiến triển, phần nhân bản và phần máy móc của sự hợp tác đã phát triển. Werzowa, Gotham, Levin và Röder đã giải mã và chép lại các phác thảo từ Sinfonia thứ 10, cố gắng hiểu ý định của Beethoven. Sử dụng những bản giao hưởng đã hoàn thành của ông như một bản mẫu, họ cố gắng ghép lại bức tranh về nơi các đoạn phác thảo nên đặt - ở đâu trong phần di chuyển, ở phần nào của phần di chuyển.

Họ phải đưa ra quyết định, như xác định xem một bản phác thảo có chỉ ra điểm bắt đầu của một scherzo, là một phần rất sống động của bản giao hưởng, thường là ở phần thứ ba. Hoặc họ có thể xác định rằng một dòng nhạc có lẽ là cơ sở của một fugue, là một giai điệu được tạo ra bằng cách xen kẽ các phần mà tất cả đều lặp lại một chủ đề trung tâm.

Phía AI của dự án - phía của tôi - phải đối mặt với một loạt các nhiệm vụ khó khăn.

Trước hết, và quan trọng nhất, chúng tôi cần phải tìm hiểu cách lấy một đoạn ngắn, hoặc thậm chí chỉ là một đề tài, và sử dụng nó để phát triển một cấu trúc âm nhạc dài hơn, phức tạp hơn, giống như Beethoven đã làm. Ví dụ, máy phải học cách Beethoven xây dựng Bản giao hưởng thứ Năm từ một đề tài cơ bản bốn nốt.

Tiếp theo, vì việc tiếp tục một đề tài cũng cần tuân theo một hình thức âm nhạc nhất định, dù là một scherzo, trio hay fugue, AI cần học cách Beethoven phát triển những hình thức này.

Danh sách công việc trở nên dài dòng: Chúng tôi phải dạy cho AI cách lấy một dòng giai điệu và làm hòa âm cho nó. AI cần học cách nối hai phần âm nhạc với nhau. Và chúng tôi nhận ra AI cũng cần có khả năng soạn một coda, một đoạn mang một phần của một tác phẩm âm nhạc đến hồi kết.

Cuối cùng, khi chúng tôi có một bản soạn đầy đủ, AI sẽ phải tìm hiểu cách phối khí, bao gồm việc gán các nhạc cụ khác nhau cho các phần khác nhau.

Và nó phải thực hiện những nhiệm vụ này theo cách mà Beethoven có thể làm.

Vượt qua thử nghiệm lớn đầu tiên

Tháng 11 năm 2019, đội ngũ gặp nhau một lần nữa - lần này tại Bonn, tại Viện Bảo tàng Nhà Beethoven, nơi ông đã sinh ra và lớn lên.

Cuộc họp này là thử nghiệm xác định xem AI có thể hoàn thành dự án này hay không. Chúng tôi in những bản nhạc đã được phát triển bởi AI và dựa trên các bản phác thảo từ Beethoven thứ 10. Một nghệ sĩ piano trình diễn trong một hội trường nhỏ tại bảo tàng trước một nhóm các nhà báo, học giả âm nhạc và chuyên gia về Beethoven.

Chúng tôi thách thức khán giả xác định nơi các đoạn của Beethoven kết thúc và nơi AI bắt đầu suy luận. Họ không thể.

Vài ngày sau, một trong những bản nhạc do AI tạo ra đã được biểu diễn bởi một đội nhóm dây trong một cuộc họp báo. Chỉ những người biết rõ về bản phác thảo của Beethoven cho Giao hưởng thứ 10 mới có thể xác định khi các phần do AI tạo ra xuất hiện.

Sự thành công của những bài kiểm tra này cho chúng tôi biết rằng chúng tôi đang đi đúng hướng. Nhưng đó chỉ là vài phút âm nhạc. Vẫn còn rất nhiều công việc phải làm.

Sẵn sàng cho thế giới

Ở mọi điểm, tài năng thiên tài của Beethoven hiện ra, thách thức chúng tôi phải làm tốt hơn. Khi dự án phát triển, AI cũng vậy. Trong 18 tháng tiếp theo, chúng tôi đã xây dựng và phối khí hai phần đầy đủ, mỗi phần có hơn 20 phút.

Chúng tôi dự kiến sẽ có một số ý kiến phản đối về công việc này - những người sẽ nói rằng nghệ thuật nên là một lĩnh vực nằm ngoài tầm tay của AI và rằng AI không có chỗ thử nghiệm quy trình sáng tạo của con người. Tuy nhiên, khi nói đến nghệ thuật, tôi nhìn thấy AI không phải là một sự thay thế, mà là một công cụ - một công cụ mở cửa cho nghệ sĩ biểu đạt bản thân theo cách mới.

Dự án này không thể thực hiện được nếu thiếu sự chuyên môn của những nhà sử học và nhạc sĩ. Điều này đòi hỏi một lượng công việc khổng lồ - và đúng, cả tư duy sáng tạo - để đạt được mục tiêu này.

Tại một thời điểm, một trong những chuyên gia âm nhạc trong đội nói rằng AI nhắc anh đến một sinh viên âm nhạc nhiệt huyết, luyện tập mỗi ngày, học hỏi và trở nên tốt hơn từng ngày.

Bây giờ học viên đó, đã nhận lá cờ từ Beethoven, sẵn sàng trình diễn Giao hưởng thứ 10 trước thế giới.

Bài viết này của Ahmed Elgammal, Giáo sư, Giám đốc Art & AI Lab, Đại học Rutgers, được tái bản từ The Conversation dưới giấy phép Creative Commons. Đọc bài viết gốc.