Von der Skizze zur Symphonie: Wie KI und ein Expertenteam Beethovens 10. vollendeten

Ludwig van Beethoven starb 1827, drei Jahre nach der Vollendung seiner Neunten Symphonie, die viele als sein Meisterwerk bezeichnen. Er hatte mit der Arbeit an einer 10. Symphonie begonnen, aber die Verschlechterung seines Gesundheitszustandes erlaubte es ihm nicht, dieses Projekt, das noch im Entwurfsstadium war, abzuschließen.

Seitdem fragen sich Musikwissenschaftler und Beethoven-Liebhaber – und beklagen unwissend – was aus dieser Symphonie geworden sein könnte. Dank der Arbeit eines Teams von Musikhistorikern, Musikwissenschaftlern, Komponisten und Computeringenieuren ist Beethovens Vision nun Wirklichkeit geworden.

Als Verantwortlicher für die künstliche Intelligenz (KI) des Projekts leitete ich ein wissenschaftliches Team des KI-Start-ups Playform, das einer Maschine Beethovens gesamtes Werk und seinen kreativen Prozess beibrachte.

Eine vollständige Aufnahme seiner 10. Sinfonie erschien am 9. Oktober 2021 und wurde zum ersten Mal auf der Bühne in Bonn aufgeführt, was mehr als zwei Jahre Arbeit krönte.

Vergangene Versuche stoßen gegen eine Wand

Um 1817 beauftragte die Royal Philharmonic Society in London Beethoven mit der Neunten und Zehnten Symphonie. Für ein Orchester geschrieben, haben Symphonien vier Sätze: Der erste wird in einem schnellen Tempo gespielt, der zweite in einem langsameren Tempo, der dritte in einem gemäßigten oder schnellen Tempo und der letzte in einem schnellen Tempo.

1824 vollendete Beethoven seine Neunte Symphonie, die mit der zeitlosen „Ode an die Freude“ endet.

Bei der 10. Symphonie ließ der Komponist jedoch außer einigen Noten und einer Handvoll Ideen, die er notiert hatte, wenig zurück.

In der Vergangenheit gab es einige Versuche, Teile von Beethovens 10. Symphonie zu rekonstruieren. Am bekanntesten ist, dass 1988 der Musikwissenschaftler Barry Cooper es wagte, den ersten und zweiten Satz zu vollenden. Aus den Skizzen verwob er 250 Notentakte zu einer seiner Meinung nach Beethovens Vision getreuen Produktion des ersten Satzes.

Doch die spärliche Gestaltung von Beethovens Skizzen machte es Symphonieexperten unmöglich, über diesen ersten Satz hinauszugehen.

Zusammenstellung des Teams

Anfang 2019 wurde ich von Dr. Matthias Roeder, dem Direktor des Karajan-Instituts, einer Organisation in Salzburg, Österreich, kontaktiert, die sich zum Ziel gesetzt hat, die Verbindung zwischen Musik und Technologie zu fördern.

Er erklärte, er stelle ein Team zusammen, um Beethovens 10. Symphonie anlässlich des 250. Geburtstags des Komponisten zu vervollständigen. In Kenntnis meiner Arbeit über KI-generierte Kunst wollte er wissen, ob KI helfen könnte, die Lücken zu füllen, die Beethoven hinterlassen hat.

Die Herausforderung schien entmutigend. Um dies zu erreichen, müsste die KI etwas tun, was sie noch nie zuvor getan hatte. Aber ich antwortete, dass ich bereit wäre, es auszuprobieren.

Roeder bildete daraufhin ein Team, zu dem auch der österreichische Komponist Walter Werzowa gehörte. Berzowa war dafür bekannt, Intels charakteristischen Jingle zu schreiben, und hatte die Aufgabe, eine neue Art von Komposition zusammenzustellen, die das, was Beethoven hinterließ, mit dem, was die KI generieren würde, integrieren würde.

Mark Gotham, ein Experte für Computermusik, leitete die Bemühungen, Beethovens Skizzen zu transkribieren und sein gesamtes Werk zu verarbeiten, damit die KI richtig trainiert werden konnte.

Zum Team gehörte auch Robert Levin, ein Musikwissenschaftler an der Harvard University, der zufällig auch ein unglaublicher Pianist ist. Levin hatte zuvor eine Reihe unvollständiger Werke des 18. Jahrhunderts von Mozart und Johann Sebastian Bach fertiggestellt.

Das Projekt nimmt Gestalt an

Im Juni 2019 traf sich die Gruppe zu einem zweitägigen Workshop in der Musikbibliothek von Harvard. In einem großen Raum mit einem Klavier, einer Tafel und einem Stapel von Beethovens Skizzenbüchern, die die meisten seiner bekannten Werke umfassen, haben wir darüber gesprochen, wie aus Fragmenten ein komplettes Musikstück werden könnte und wie KI helfen könnte, dieses Rätsel zu lösen und trotzdem treu zu bleiben zu Beethovens Prozess und Vision.

Die Musikexperten im Raum waren begierig darauf, mehr über die Art von Musik zu erfahren, die KI in der Vergangenheit geschaffen hatte. Ich erzählte ihnen, wie KI erfolgreich Musik im Stil von Bach erzeugt hatte. Dies war jedoch nur eine Harmonisierung einer eingegebenen Melodie, die wie Bach klang. Es kam nicht annähernd an das heran, was wir tun mussten: aus einer Handvoll Phrasen eine ganze Symphonie zu konstruieren.

In der Zwischenzeit wollten die Wissenschaftler im Raum – auch ich – erfahren, welche Materialien zur Verfügung stehen und wie sich die Experten die Verwendung dieser Materialien für die Vervollständigung der Symphonie vorstellten.

An jedem Punkt zeichnete sich Beethovens Genie ab und forderte uns heraus, es besser zu machen. Als sich das Projekt weiterentwickelte, tat es auch die KI

Die anstehende Aufgabe kristallisierte sich schließlich heraus. Wir müssten Noten und fertige Kompositionen aus Beethovens gesamtem Werk – zusammen mit den verfügbaren Skizzen der 10. Symphonie – verwenden, um etwas zu schaffen, das Beethoven selbst geschrieben haben könnte.

Dies war eine enorme Herausforderung. Wir hatten keine Maschine, die wir mit Skizzen füttern, auf einen Knopf drücken und eine Symphonie ausspucken können. Die meisten damals verfügbaren KI konnten ein unvollständiges Musikstück nicht über ein paar zusätzliche Sekunden hinaus fortsetzen.

Wir müssten die Grenzen der kreativen KI verschieben, indem wir der Maschine Beethovens kreativen Prozess beibringen – wie er ein paar Takte Musik nimmt und sie akribisch zu mitreißenden Symphonien, Quartetten und Sonaten entwickelt.

Beethovens Schaffensprozess zusammensetzen

Im Laufe des Projekts entwickelten sich die menschliche und die maschinelle Seite der Zusammenarbeit. Werzowa, Gotham, Levin und Roeder entzifferten und transkribierten die Skizzen aus der 10. Symphonie und versuchten, Beethovens Absichten zu verstehen. Anhand seiner fertigen Symphonien als Vorlage versuchten sie, das Puzzle zusammenzusetzen, wohin die Skizzenfragmente gehen sollten – welcher Satz, welcher Teil des Satzes.

Sie mussten Entscheidungen treffen, wie zum Beispiel, ob eine Skizze den Ausgangspunkt eines Scherzos anzeigte, das ein sehr lebendiger Teil der Sinfonie ist, typischerweise im dritten Satz. Oder sie könnten feststellen, dass eine Musiklinie wahrscheinlich die Grundlage einer Fuge war, einer Melodie, die durch Verweben von Teilen entsteht, die alle ein zentrales Thema widerspiegeln.

Die KI-Seite des Projekts – meine Seite – sah sich mit einer Reihe herausfordernder Aufgaben konfrontiert.

Zuerst und vor allem mussten wir herausfinden, wie wir eine kurze Phrase oder auch nur ein Motiv nehmen und daraus eine längere, kompliziertere musikalische Struktur entwickeln können, so wie es Beethoven getan hätte. Die Maschine musste zum Beispiel lernen, wie Beethoven aus einem viertönigen Grundmotiv die Fünfte Symphonie konstruierte.

Einer der Musikexperten sagte, die KI erinnere ihn an einen eifrigen Musikstudenten, der jeden Tag übt, lernt und immer besser wird

Da die Fortsetzung einer Phrase auch einer bestimmten musikalischen Form folgen muss, sei es ein Scherzo, ein Trio oder eine Fuge, musste die KI Beethovens Prozess zur Entwicklung dieser Formen lernen.

Die To-Do-Liste wuchs: Wir mussten der KI beibringen, eine Melodielinie zu nehmen und zu harmonisieren. Die KI musste lernen, wie man zwei Musikabschnitte miteinander verbindet. Und wir erkannten, dass die KI in der Lage sein musste, eine Coda zu komponieren, ein Segment, das einen Abschnitt eines Musikstücks zu Ende bringt.

Schließlich, sobald wir eine vollständige Komposition hatten, musste die KI herausfinden, wie sie orchestriert wurde, was das Zuweisen verschiedener Instrumente für verschiedene Teile beinhaltete.

Und sie musste diese Aufgaben so lösen, wie es Beethoven getan haben könnte.

Den ersten großen Test bestehen

Im November 2019 traf sich das Team wieder persönlich – diesmal im Beethoven-Haus-Museum in Bonn, wo der Komponist geboren und aufgewachsen ist.

Dieses Treffen war der Lackmustest, um festzustellen, ob KI dieses Projekt abschließen kann. Wir druckten Partituren, die von AI entwickelt und aus den Skizzen von Beethovens 10. aufgebaut wurden. Ein Pianist trat in einem kleinen Konzertsaal des Museums vor einer Gruppe von Journalisten, Musikwissenschaftlern und Beethoven-Experten auf.

Wir forderten das Publikum auf, herauszufinden, wo Beethovens Sätze enden und wo die KI-Extrapolation begann. Sie konnten nicht.

Ein paar Tage später wurde eine dieser KI-generierten Partituren von einem Streichquartett auf einer Pressekonferenz gespielt. Nur wer Beethovens Skizzen zur 10. Symphonie genau kannte, konnte feststellen, wann die KI-generierten Stimmen kamen.

Der Erfolg dieser Tests hat uns gezeigt, dass wir auf dem richtigen Weg sind. Aber das waren nur ein paar Minuten Musik. Es gab noch viel zu tun.

Bereit für die Welt

An jedem Punkt zeichnete sich Beethovens Genie ab und forderte uns heraus, es besser zu machen. Als sich das Projekt weiterentwickelte, tat dies auch die KI. In den folgenden 18 Monaten haben wir zwei komplette Sätze von jeweils mehr als 20 Minuten konstruiert und orchestriert.

Wir erwarten einen gewissen Rückschlag für diese Arbeit – diejenigen, die sagen, dass die Künste von der KI ausgeschlossen sein sollten und dass KI nichts zu tun hat, wenn es darum geht, den menschlichen kreativen Prozess zu replizieren. Was die Kunst betrifft, sehe ich KI jedoch nicht als Ersatz, sondern als Werkzeug – eines, das Künstlern Türen öffnet, sich auf neue Weise auszudrücken.

Dieses Projekt wäre ohne die Expertise von Humanhistorikern und Musikern nicht möglich gewesen. Um dieses Ziel zu erreichen, war enorm viel Arbeit – und ja, kreatives Denken – erforderlich.

Irgendwann sagte einer der Musikexperten im Team, die KI erinnere ihn an einen eifrigen Musikstudenten, der jeden Tag übt, lernt und immer besser wird.

Nun hat dieser Student, nachdem er den Taktstock von Beethoven übernommen hat, der Welt die 10. Symphonie präsentiert.

Ahmed Elgammal ist Professor und Direktor des Art & AI Lab an der Rutgers University. Dieser Artikel erschien zuerst auf Die Unterhaltung.