Script of the Presentation from 29/10/22

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Hamburg numerical music notation
Hamburg Music Notation (HMN)


Christian Pörksen and Harry Schreiber
Extended written version of a lecture from 29/10/22 at the
symposium Music and Brain in Münster

The English version of the publication was created with the help of the translation software Deepl http://www.deepl.com/translater.
Only a few manual corrections were necessary.
The original German version is the reference version.

Introduction:

Our topic is concerned with the question of whether it is possible to
capture well-tempered music in a mathematical number system in such a way
that it can be fully grasped and communicated in a way similar to the
binary or decimal number system.
We quote some thoughts that the brilliant researcher and thinker
Leibniz, who lived until 1715, thought and wrote down on the subject of
music (1) and please consider how long it took for his invention of the
binary number system (2), the basis of computer technology, to find its
way into our daily lives.
The introduction of the decimal system also met with considerable
resistance, especially in Germany, where, on the other hand, considerable
progress was made in mathematics and important open questions such as
Riemann’s conjecture were formulated (3).
All attempts to express music using a generally accepted number system
have failed so far and have met with fierce resistance from many
musicians. This is a serious problem that we also underestimated.
It is very easy to understand that the 12 tones of Western music can
also be named with a number or a letter or other symbols, for which
there is a list on the website
“The Music Notation Project Exploring Alternative Music Notation
Systems” provides numerous examples and graphical representations (4).
Our endeavours are also described in detail there or on our website (5).
We humans are almost all so used to calculating in the decimal system
that the introduction of the duodecimal system has not yet succeeded
despite all efforts. Many mathematicians, especially those of the
Dozenal Societies of the USA (6) and Great Britain (7), consider this
system to be more suitable than the decimal system.
Perhaps it will be possible to use music to establish the duodecimal
system alongside the decimal system and make music accessible and
understandable to all citizens as a basic element of human education –
as was already demanded in ancient Greece.
Like others, e.g. Tom Pendlebury (8), we try to explain in this article
why we consider the duodecimal number system suitable for closing
this gap.
Leibniz wrote about the importance of mathematics in music (1): “Music is
subordinate to arithmetic, and if you know some basic experiments with
harmonies and dissonances, you know that all other principles depend on
numbers”.
And quoted elsewhere, but from the same overview and not from the
original source:
“Because the intervals we use are all composed of ratios between the
prime numbers 1, 2, 3 and 5. If we were given a little more finesse, we
could also include those with the prime number 7″. And I believe that
this is indeed the case. That’s why the ancient world didn’t completely
shy away from the number seven. But there are hardly any people who also use the intervals of the nearest prime numbers 11 and 13.
I too have often thought about the question of what significance numbers,
and prime numbers in particular, have for music and have asked others
about this without finding a satisfactory answer.

Method:

In the following, we show that it is possible to fulfil all the
requirements of the Western notation system with the help of the
duodecimal system and simple graphical changes. Our own endeavours can be
found in detail under (9) and are briefly described here once again.
Two parameters of classical western music notation can be simplified.
1. To label the notes
It was an exhilarating moment when I realised one morning in my practice
room that there are only 12 notes in Western music, all of which can be
given a number name and written before all the accidentals, and I still
do this today, and it has made reading music in the usual treble clef
notation much easier for me, as the accidentals are no longer necessary.
At first I used the decimal system for labelling, but then I switched to
the duodecimal system, which can be used to represent all aspects of
well-tempered music and enables simple arithmetic operations within the
system, which is structured in “octaves”. It was then a long road to the
development of the duodecimal Hamburg Music Notation, which I called by
that name because I reject the common practice of using proper names and
because the name of the music city of Hamburg is memorable and was still
available at the time. The Hamburg Music Notation (HMN) can also be found
under the following names, all of which characterise important aspects of
this system: DCMN, Emojitype, Pianotype Notation, Hamburg Numerical Music
Notation.
2. To simplify the graphic
The typeface can and should also be simplified. You can find
our suggestions on the Internet. (5)
They are: Change as little as possible. No accidentals. No additional
clefs. The principle of black and white keys can be implemented using two
graphically distinguishable note heads (a) normal for notes on the white
keys and (b) cross as the note head for the black keys. The notes of all
octaves are shown in the same position on the lines and guides. We would
particularly like to draw your attention to our poster, which provides an
overview of all twelve major and minor keys and the most important chords
(10).
The poster shows you in the centre the new representation of the 12 keys
of Western music, expressed in 12 duodecimal digits and marked with six
colours on the 5 usual lines. Colour coding is not absolutely essential. For comparison, the 12 major and minor keys are
shown to the left and right in classical notation.
There are two software approaches. One comes from the company of my
Belgian partner Dominique Vandeneucker. Alternative Music Notation (11),
a numerical notation that can also be converted and written in Jianpu,
the numerical notation commonly used in Asia.
In co-operation with the programmer Robert Ipach, the free downloadable
beta version for Musescore (12) is now available, which can convert the
music notation from the usual to the Hamburg music notation with one
click. This version can only be used in Musescore 3.
Anyone interested in the subject can study numerous suggestions from
music enthusiasts at http://www.musicnotation.org (18).

Discussion:

We fully agree with the following quote:
“Bach’s compositional work “The Well-Tempered Clavier” (13), in which he
created scores for all 12 major and minor keys on the basis of
Werckmeister’s work (14) for the tuning of the piano with 12 keys, was a
great help for the further development of composition and music-making.
Bach treated all keys equally, according to the “compositional
principles” he had essentially developed on his own.
We have so many languages in the world and the lingua franca (15) of our
day is undoubtedly the English language.
Music is a universal language (16), but a lingua franca for music does
not exist – indeed, music has largely remained stuck at the level of
oral tradition in terms of its communication.
But a lingua franca for music is urgently needed, because without
definitions of the languages of music – its letters and its syntax – we
will never be able to communicate adequately.
In the Wikipedia article musical literacy (17) a figure of only around 9 per cent of the world’s population being able to read and write music is
mentioned. This article also discusses many aspects and new insights into
the reasons why music has largely remained stuck in the oral tradition.
On 29 October 2022, a conference on the subject of music and the brain
was held at the Physiological Institute of the University of
Münster under the direction of Erwin-Josef Speckmann and Klaus von Wild,
at which I was given the opportunity to present the music notation we
have developed under the title given above. The content of this
presentation forms the basis of this publication.
On my website (5) and on the pages of musicnotation.org (18) you will
find several descriptions of this by my co-author Harry Schreiber and
myself. These deal with the endeavours to make music easier to read and
have taken the endeavours of Read (19) as a basis for evaluation, even if
we do not agree with all the requirement criteria there. The chapter
Applications for the Duodecimal System of the Dozenal Society of Great Britain contains the article by Tom Pendlebury (20) and a reference to our representations:n”Hamburger Musik Notation, the description of a new notation for music by Christian Pörksen”:
Next to the clock, well-tempered music is probably the most common
practical application of the duodecimal principle currently in use.
Please download the pdf file with our ideas (21).
Firstly, we comment on the article on the homepage of the DSGB (“Dozenal Society of Great Britain”, title: Music á la Dozen, Chapter Applications, title: Music, Scales (20) Author: Tom Pendlebury, who deserves special mention here. This Englishman and dozenalist emphasised and justified the importance of the duodecimal system for music, but unfortunately died before he could complete his remarks. I was therefore no longer able to ask him why he labelled the first note of an octave(C) of the keyboard with zero and not with 1.
I am also grateful to the Dozenal Society of America (6) for the following statement in Vol. 05, Iss. 06:
In “The official newsletter of the Dozenal Society of America 1 September
1201″ (decimal converted 2017), Dr John Impagliazzo wrote: Music lovers
have long been interested in the duodecimal system; beginning with
Vodjevetz’s new music notation, the application of the duodecimal system
to music has been an ongoing concern. You may therefore be interested to
learn about Hamburg music notation:
Based on the observation that an “octave” consists of twelve semitones
and an “octave” comprises twelve semitones, notes are represented as
numerical values in Hamburg notation. Very interesting and worth a look
for those who are familiar with such things.
Dr John Impagliazzo has written extensively on well-tempered music and
scales in duodecimal notation (22).
Well-tempered music can be described mathematically using the duodecimal
position number system (23). This approach enables the development of
suitable software.
There is currently a beta version of an add-on for Musescore 3 available
for free download from Robert Ipach with our support (12), which enables
notes to be converted to HMN. The name of the notes in the text lines
below the note image can also be displayed.
Unfortunately, the music cannot yet be played after conversion, as
there are still some errors. Unfortunately, we currently lack the
financial resources to further improve and market the free software.
We are convinced that learning notation is much easier simply by labelling the notes with a number as a name. My teacher, solo trumpeter Boris Havkin (25), has had very good experiences with this in his many years of teaching beginners.
We have only slightly modified the duodecimal addition and multiplication table (Fig. 1) from 1-100 from Wikipedia in order to illustrate many aspects of music where the use of simple arithmetic operations are helpful.
Fig. 1 Duodecimal multiplication table


This means that not only the scales but also the circle of fourths,
circle of fifths and Bb circle (circle of elevenths) can be easily
mapped by addition and subtraction (Fig. 2). The term circle is
actually not a good term, as the notes are played upwards and downwards
and it would be better to think of a ladder that you can go up and down
or play. It is then possible to give each playable note a number that
clearly identifies it. However, such serious changes can only
be realized with a major international effort aimed at introducing the duodecimal system into twelve-tone music.
The structuring of the keyboard into blocks of 10 (decimal 12) keys
each results in a clear organisation. The prime number steps play a
special role here. The semitone steps are counted: The scale of fourths up and down follows +5 or-5 from each note. The scale of fifths up and down follows +7 or-7 from each note. The eleventh (Bb) scale up and down follows +B or -B from each note.
The system of chords (see Fig. 2) can also be easily represented and
learnt in the duodecimal system and could replace the current complex
system, which is only well mastered by a few. All aspects of Western
music can be represented mathematically. This also applies to all other
musical systems with equal temperament (24).

Fig.2 Prime number steps (5,7,B) are marked.
Duodecimal multiplication table modified for music

For the sake of clarity, this illustration does not include a translation of the German nomenclature.

We return to the starting point of our considerations and now essentially
limit ourselves to so-called Western music, whose development was
given such a decisive boost by the genius Johann Sebastian Bach with his
publication “The Well-Tempered Clavier” (13). We transferred Bach’s ideas
to the naming and position of the notes.
Wikipedia explains in detail why numbering systems make sense.
(23) Each of the twelve tones only needs one name to identify it.
Starting with C=1, the duodecimal system is used as
Positional numeral system used in the sequence 1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,10.
Different symbols are used for ten and eleven in duodecimal notation; we
use A and B as in Wikipedia English, as in hexadecimal notation, so that
a duodecimal count from zero to twelve is 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
A, B, 10.
The marking of the zero with a dot in the centre (0) in the duodecimal
system is a separate proposal and is available as a special character or
directly available in the Liberation Mono font.
In the following, we use both designations in parallel.
Decimal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Duodecimal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B 10
We designate the decimal tenth position as A in duodecimal, the eleventh
as B and the duodecimal tenth as 10 and use a zero with a dot in the
centre to distinguish it from the decimal ten. Music is divided into
octaves, and the major and minor scales are the most commonly used
scales. These consist of eight notes.
It is important to note the following: the 8th note of a scale is also
the first note of the next higher scale. The connection is easier to
understand if we start from twelve-tone music. In this case, the octave
tone is already the 13th tone decimal and therefore the eleventh duodecimal tone.
After ten duodecimal multiplication steps or addition steps with the same
digit, we return to the starting number and the eleventh duodecimal tone
is therefore both the end point of the octave and the starting point
of the next higher octave.
Although the octave tone sounds similar to the original tone, it is a
completely new tone with different overtones and undertones and a
doubling of the original frequency. Each initial tone of an octave begins its own tonal world. If we transpose a composition into a different key, this measure can greatly change the sound.
Fig. 3 below shows you how each octave can be organised mathematically
using the note 5 (E) as an example. It is also suitable for practising all scales and chords for a specific pitch. Fig.(3) Exercise table for addition and subtraction shown in duodecimal:
Positions and range of the 10 ascending and descending intervals of all
scales using the example of tone 5=E as the base tone.
The prime number intervals are emphasised +/-5 semitones = (fourth), +/- 7 semitones = (fifth) and +/- B (dec.11) semitones.

The circle of fourths, fifths and Bb can be read directly for each key
from the duodecimal addition table by adding the prime numbers 5, 7 and
B (11 decimal), and we recognise how the octaves can be divided into
ladders instead of circles, and that we should abandon the image of the
circle as an auxiliary number construction.
For the prime numbers 5, 7 and B (decimal 11), they repeat after every
10 (decimal 12) steps, and of course this also applies to every other
note. After 10 duodecimal steps, the next octave begins again with the
starting number on the scale-just one duodecimal step or one octave
higher.

Summary:

Human communication via sounds or complex music are probably the most frequently used languages of mankind. It is time to develop suitable, easy-to-learn written languages for them.

Only in this way can the prevailing musical illiteracy be eliminated and the full potential of this means of communication be realised.
When Martin Luther translated the Bible into German, the world changed
for many people. Something similar could happen if we humans could find
a lingua franca for music that is generally accepted.
We are convinced that the establishment of the duodecimal system in music by “well-tempering” the nomenclature of the notes can take over this task for the notes and that simple graphical solutions are possible by using two types of note heads based on the model of a conventional keyboard, as we have shown.
The vehicle of this simple musical written language could also be used to establish the duodecimal place value system as another basis of practical mathematics.

List of illustrations:

Fig.1 Duodecimal multiplication table
Fig.2 Duodecimal multiplication table modified for music

Fig.3 Octave-specific addition and multiplication table

Bibliography:

1) Leibniz,on the subject of music http://www.leibnizharmonien.de/

2)Binary number system https://de.wikipedia.org/wiki/Dualsystem#Entwicklung_des_Dualsystems

3) https://de.wikipedia.org/wiki/Riemannsche_Vermutung

4) https://musicnotation.org/wiki under Notation Systems

5) Hamburgmusicnotation.com

6) https://dozenal.org/

7 http://www.dozenalsociety.org.uk/

8) Search https://www.tapatalk.com/groups/dozensonline/discussion/all for Pendlebury

9) https://musicnotation.org/wiki/notation-systems/hamburg-music-notation-by-robert-elisabeth-key/

10) https://musicnotation.org/wiki/notation-systems/hmn-poster/

11) http://www.arpegemusic.com/alternative-music-notation.htm

12)Robert Ipach Musescore-Addon software link-beta-version or Gute alpha-Version

13)https://de.wikipedia.org/wiki/Das Wohltemperierte_Klavier

14) https://de.wikipedia.org/wiki/Werckmeister-Stimmung

15) https://de.wikipedia.org/wiki/Lingua_franca

16) https://www.wissenschaft.de/gesellschaft-psychologie/musik-ist-eine-universelle-sprache/

17) https://en.wikipedia.org/wiki/Musical_literacy

18) musicnotation.org

19) musicnotation.org/systems/criteria

20) http://www.dozenalsociety.org.uk/apps/music.html

21) http://www.dozenalsociety.org.uk/pdfs/TextDozenalV3-aktu.pdf

22) https://dozenal.org/drupal/sites_bck/default/files/db33116_0.pdf

23) https://en.wikipedia.org/wiki/Positional_notation

24) https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichstufige_Stimmung

25) www.borishavkin.de

Skript Vortrag 29.10.2022

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Übersicht Hamburg Musiknotation

Hamburger numerische Musiknotation

Hamburg Music Notation (HMN)

Christian Pörksen und Harry Schreiber

Erweiterte schriftliche Fassung eines Vortrags vom 29.10.22

auf dem Symposium Musik und Gehirn in Münster

Einleitung:

Unser Thema befasst sich mit der Frage, ob es gelingen kann, die wohltemperierte Musik so in ein mathematisches Zahlensystem zu fassen, dass sie komplett erfasst werden kann und ähnlich gut vermittelt werden kann wie das binäre oder dezimale Zahlensystem.

Wir zitieren einige Gedanken, die der geniale Forscher und Denker Leibniz, der bis 1715 lebte,zum Thema Musik (1) gedacht und aufgeschrieben hat und bedenken Sie alle bitte dabei, wie lange es dauerte, bis seine Erfindung des binären Zahlensystems (2) als Grundlage der Computertechnik in unser aller Leben tagtäglich Eingang fand.

Auch die Einführung des Dezimalsystems stieß auf erheblichen Widerstand, besonders in Deutschland, wo andererseits erhebliche Fortschritte für die Mathematik entstanden und auch bedeutende offene Fragen wie die Riemannsche Vermutung formuliert wurden (3).

Alle Versuche, die Musik mit einem allgemein akzeptierten Zahlensystem auszudrücken, sind bisher gescheitert und stoßen bei vielen Musikern auf erbitterten Widerstand. Hier liegt ein auch von uns unterschätztes schwerwiegendes Problem.

Es ist zwar sehr einfach zu verstehen, dass man die 12 Töne der westlichen Musik auch mit einer Zahl oder einem Buchstaben oder anderen Symbolen benennen kann, wofür es auf der Internetseite „The Musicnotation Project Exploring Alternative Music Notation Systems“ zahlreiche Beispiele und grafische Darstellungen gibt (4).

Auch unsere Bemühungen sind dort oder auf unserer Internetseite ausführlich dargestellt (5).

Wir Menschen sind fast alle das Rechnen im Dezimalsystem so gewohnt, dass die Einführung des Duodezimalsystems bisher trotz aller Bemühungen nicht gelungen ist. Viele Mathematiker, insbesondere die der Dozenal Societies der USA (6) und Großbritanniens (7), halten dieses System für geeigneter als das Dezimalsystem.

Vielleicht gelingt es ja über die Musik, das Duodezimalsystem neben dem Dezimalsystem zu etablieren und darüber die Musik als Grundelement menschlicher Bildung – wie schon im antiken Griechenland gefordert – für alle Bürger zugänglich und verstehbar zu machen.

Wie andere, z.B. Tom Pendlebury (8), versuchen auch wir in diesem Artikel zu erläutern, warum wir das duodezimale Zahlensystem für geeignet halten, diese Lücke zu schließen.

Leibniz schrieb zur Bedeutung der Mathematik in der Musik (1): „Die Musik ist der Arithmetik untergeordnet, und wenn man einige grundlegende Versuche mit Harmonien und Dissonanzen kennt, weiß man, dass alle übrigen Prinzipien von Zahlen abhängen“.

Und an anderer Stelle, aber aus der gleichen Übersicht und nicht aus der Originalquelle zitiert: „Denn die von uns benutzten Intervalle sind alle aus Verhältnissen zwischen den Primzahlen 1, 2, 3 und 5 zusammengesetzt. Wenn uns etwas mehr Feinheit gegeben wäre, könnten wir auch die mit der Primzahl 7 einbeziehen. Und ich glaube, dass es das in der Tat gibt. Deshalb hat die Antike die Zahl sieben nicht völlig gescheut.“

Aber es wird kaum Menschen geben, die auch die Intervalle aus den nächsten Primzahlen 11 und 13 verwenden.

Gedanklich habe auch ich mich oft mit der Frage beschäftigt, welche Bedeutung mögen Zahlen und insbesondere Primzahlen für die Musik haben und habe andere dazu befragt, ohne darauf eine mich befriedigende Antwort zu bekommen.

Methode:

Im folgenden stellen wir dar, dass es gelingen kann, mit Hilfe des Duodezimalsystems und einfacher grafischer Änderungen alle Anforderungen, die das westliche Notensystem stellt, zu erfüllen. Unsere eigenen Bemühungen finden sie detailliert unter (9) und werden hier noch einmal kurz dargestellt. Zwei Parameter der klassischen westlichen Musiknotation können vereinfacht werden. 1. Zur Bezeichnung der Noten

Es war ein beglückender Moment, als mir eines Morgens in meinem Übungskeller klar wurde: es gibt in der westlichen Musik nur 12 Töne, die man alle mit einem Zahlennamen versehen und vor alle Vorzeichennoten schreiben kann, und das praktiziere ich bis heute, und es hat das Lesen von Musik in der üblichen Notation im Violinschlüssel für mich sehr vereinfacht, da die Vorzeichen entfallen. Zunächst habe ich das Dezimalsystem zur Kennzeichnung benutzt und bin dann aber auf das duodezimale System übergegangen, mit dem alle Aspekte der wohltemperierten Musik dargestellt werden können und das einfache Rechenoperationen innerhalb des in „Oktaven“ aufgebauten Systems ermöglicht. Es war dann ein langer Weg zur Entwicklung der duodezimalen Hamburger Musik Notation, die ich so nannte, weil ich die vielfach geübte Bezeichnung mit Eigennamen ablehne und weil der Name der Musikstadt Hamburg einprägsam ist und damals dafür noch frei war. Die Hamburger Musik Notation (HMN) ist auch auch unter folgenden Bezeichnungen zu finden, die alle wichtige Aspekte dieses Systems kennzeichnen: DCMN, Emojitype, Pianotype Notation, Hamburger numerische Musiknotation.

2. Zur Vereinfachung der Grafik Auch das Schriftbild kann und sollte vereinfacht werden. Unsere Vorschläge dazu finden sie im Internet. (5) Sie lauten: Möglichst wenig verändern. Keine Vorzeichen. Keine zusätzlichen Notenschlüssel. Das Prinzip der schwarzen und weißen Tasten lässt sich durch zwei grafisch unterscheidbare Notenköpfe (a) normal für Noten der weißen Tasten und (b) Kreuz als Notenkopf für die schwarzen Tasten umsetzen. Die Noten aller Oktaven sind an der jeweils gleichen Position auf den Linien und Hilfslinien dargestellt. Besonders hinweisen möchten wir auf unser Poster, das alle zwölf Tonarten in Dur und Moll und die wichtigsten Akkorde in einer Übersicht darstellt (10). Das Poster zeigt Ihnen in der Mitte die neue Darstellung der 12 Tonarten der westlichen Musik in 12 Ziffern duodezimal ausgedrückt und mit sechs Farben markiert auf den 5 üblichen Linien. Eine Farbmarkierung ist nicht zwingend erforderlich. Zum Vergleich sind links und rechts daneben die 12 Tonarten in Dur und Moll in der klassischen Notation dargestellt.

Es liegen zwei Softwareansätze vor. Der eine stammt von der Firma meines belgischen Partners Dominique Vandeneucker. Alternative Music Notation (11), eine Ziffernnotation, welche auch in die in Asien gebräuchliche Ziffernnotation Jianpu umgewandelt und geschrieben werden kann. In Zusammenarbeit mit dem Programmierer Robert Ipach liegt inzwischen die frei downloadfähige beta Version für Musescore (12) vor, die das Notenbild mit einem Klick von der üblichen in die Hamburger Musiknotation umwandeln kann. Diese Version kann nur in Musescore 3 genutzt werden. Wer sich für das Thema interessiert, kann dazu zahlreiche Vorschläge von der Musik begeisterter Menschen auf http://www.musicnotation.org (18) studieren.

Diskussion:

Mit folgendem Zitat stimmen wir voll überein: „Eine große Hilfe für die Fortentwicklung des Komponierens und Musizierens war Bachs kompositorisches Werk „Das wohltemperierte Klavier“ (13), in dem er für alle 12 Dur- und Moll-Tonarten Partituren erschuf auf den Grundlagen von Werckmeister’s Arbeiten (14) für die Stimmung des Klaviers mit 12 Tasten. Alle Tonarten wurden von Bach darin gleichwertig behandelt, nach den von ihm im wesentlichen autodidaktisch entwickelten kompositorischen Prinzipien“. Wir haben so viele Sprachen auf der Welt und die Lingua franca (15) unserer Tage ist zweifellos die englische Sprache. Musik ist eine universelle Sprache (16), aber eine Lingua franca für die Musik existiert nicht – ja, die Musik ist bezüglich ihrer Vermittlung weitgehend auf dem Stand der mündlichen Tradition steckengeblieben. Doch eine Lingua franca für die Musik ist dringend erwünscht, denn ohne Definitionen der Sprachen der Musik – ihrer Buchstaben und ihrer Syntax – werden wir uns nie hinreichend verständigen können. In dem Wikipedia Artikel musical literacy (17) – im Deutschen fehlt dafür leider ein so passender Begriff – wird eine Zahl von etwa nur 9 Prozent der Weltbevölkerung genannt, die Musik lesen und schreiben kann. In diesem Artikel werden auch viele Aspekte und neue Erkenntnisse zu den Ursachen erörtert, weshalb die Musik weitgehend in der mündlichen Tradierung steckengeblieben ist. Am 29.10.2022 fand in den Räumen des Physiologischen Instituts der Universität Münster unter der Leitung von Erwin-Josef Speckmann und Klaus von Wild eine Tagung statt zum Thema Musik und Gehirn, auf der mir die Gelegenheit gegeben wurde, die von uns entwickelte Musiknotation unter dem oben angegebenen Titel darzustellen. Der Inhalt dieses Vortrags bildet die Grundlage dieser Publikation. Auf meiner Website (5) und auf den Seiten von musicnotation.org (18) finden sich dazu mehrere Darstellungen von meinem Coautor Harry Schreiber und mir. Diese befassen sich mit den Bestrebungen, Musik einfacher lesbar zu machen und haben sich die Bestrebungen von Read (19) als Grundlage zur Beurteilung zum Vorbild genommen, wenn wir auch nicht mit allen dortigen Anforderungskriterien übereinstimmen. Im Kapitel Applications für das Duodezimalsystem der Dozenal Society of Great Britain findet sich der Artikel von Tom Pendlebury (20) und ein Hinweis auf unsere Darstellungen: „Hamburger Musik Notation, die Beschreibung einer neuen Notation für Musik von Christian Pörksen“: Wohltemperierte Musik ist wahrscheinlich neben der Uhr die häufigste praktische Anwendung des Duodezimalprinzips, die derzeit verwendet wird. Bitte laden Sie die pdf-Datei mit unseren Ideen herunter (21). Zunächst kommentieren wir den Artikel auf der Homepage der DSGB (Dozenal Society of Great Britain“,Titel: Music á la Dozen, Kapitel Anwendungen, Titel: Musik, Tonleitern (20) Autor: Tom Pendlebury,der hier besonders hervorgehoben werden muss. Dieser Engländer und Dozenalist hat die Bedeutung des Duodezimalsystems für die Musik hervorgehoben und begründet, starb aber leider, bevor er seine Ausführungen vollenden konnte. Daher konnte ich ihn nicht mehr fragen, warum er den ersten Ton einer Oktave (C) der Klaviatur mit Null und nicht mit der 1 kennzeichnete. Auch der Dozenal Society of America (6) bin ich dankbar für folgende Stellungnahme im Vol. 05, Iss. 06: Im Magazin „The official newsletter of the Dozenal Society of America 1. September 1201“ (dezimal umgerechnet 2017) schrieb Dr.John Impagliazzo (Übersetzung aus dem Englischen): Musikliebhaber interessieren sich schon lange für das Duodezimalsystem; beginnend mit Vodjevetz’ neuer Musiknotation, war die Anwendung des Duodezimalsystems auf die Musik ein ständiges Anliegen. Deshalb ist es für Sie vielleicht interessant, etwas über die Hamburger Musik Notation zu erfahren:
Ausgehend von der Beobachtung, dass eine “Oktave” aus zwölf Halbtönen besteht und eine “Oktave” zwölf Halbtöne umfasst, werden in der Hamburger Notation die Noten als numerische Größen dargestellt. Sehr interessant und einen Blick wert für diejenigen, die sich mit solchen Dingen auskennen. Dr.John Impagliazzo hat sich ausführlich mit wohltemperierter Musik und Tonleitern in duodezimaler Darstellung beschäftigt (22).

Die wohltemperierte Musik lässt sich mathematisch durch das duodezimale Positionszahlensystem (23) beschreiben. Dieses Vorgehen ermöglicht die Entwicklung geeigneter Software. Derzeit liegt ein von Robert Ipach mit unserer Unterstützung frei downloadbares Addon zu Musescore 3 in einer Betaversion vor (12), das eine Umwandlung von Noten in die HMN ermöglicht. Auch der Name der Noten in den Textzeilen unterhalb des Notenbildes kann angezeigt werden. Leider kann die Musik nach Umwandlung noch nicht abgespielt werden, da noch einige Fehler vorliegen. Für eine weitere Vervollkommnung und Vermarktung der freien Software fehlen uns derzeit leider die finanziellen Mittel. Wir sind überzeugt davon, dass das Erlernen der Notation allein durch die Bezifferung der Noten mit einer Zahl als Namen vieles vereinfacht. Mein Lehrer, der Solotrompeter Boris Havkin (25), hat damit in seinem langjährigen täglichen Unterricht von Anfängern sehr gute Erfahrungen gemacht. Die duodezimale Additions- und Multiplikationstabelle (Abb. 1) von 1-100 aus Wikipedia haben wir nur leicht verändert, um viele Aspekte der Musik darzustellen bei denen die Anwendung von einfachen Rechenoperationen hilfreich ist.

Abb. 1 Duodezimale Multiplikationstabelle

So lassen sich nicht nur die Tonleitern sondern auch Quartenzirkel, Quintenzirkel und B-Zirkel (Elfer-Zirkel) durch Addition und Subtraktion einfach abbilden (Abb. 2). Der Begriff Zirkel ist eigentlich kein guter Begriff, da die Töne aufwärts und abwärts gespielt werden und es besser wäre, von einer Leiter auszugehen, die man auf und ab gehen bzw. spielen kann. Es ist dann möglich, jeden spielbaren Ton mit einer Ziffer zu versehen, die diesen eindeutig identifiziert. Solche gravierenden Änderungen lassen sich aber nur mit großer internationaler Anstrengung umsetzen, welche die Einführung des Duodezimalsystems in der zwölfstufigen Musik zum Ziel hat. Die Strukturierung der Klaviatur in Blöcke von jeweils 10 (dezimal 12) Tasten ergibt eine klare Gliederung. Dabei spielen die Primzahlstufen eine besondere Rolle. Gezählt werden die Halbtonschritte: Die Quartenleiter aufwärts und abwärts folgt +5 oder-5 von jedem Ton aus. Die Quintenleiter aufwärts und abwärts folgt +7 oder-7 von jedem Ton aus. Die Elfer(B)-Leiter aufwärts und abwärts folgt +B oder –B von jedem Ton aus. Auch die Systematik von Akkorden (s. Abb 2) lässt sich im Duodezimalsystem einfach darstellen und erlernen und könnte das gegenwärtige komplexe System ablösen, welches nur von wenigen gut beherrscht wird. Alle Aspekte der westlichen Musik lassen sich mathematisch abbilden. Dieses gilt auch für alle anderen Musiksysteme mit gleichstufiger Stimmung (24).

Abb.2 Primzahlstufen (5,7,B) sind markiert. Duodezimale Multiplikationstabelle modifiziert für die Musik

Wir kehren zum Ausgangspunkt unserer Betrachtungen zurück und beschränken uns jetzt im wesentlichen auf die sogenannte westliche Musik, deren Entwicklung der geniale Johann-Sebastian Bach einen so entscheidenden Entwicklungsschub gab mit seiner Publikation „Das Wohltemperierte Klavier“ (13). Wir übertrugen Bachs Gedanken auf die Benennung und Position der Töne. Warum Positionszahlensysteme sinnvoll sind, wird in Wikipedia ausführlich erklärt (23): Jeder der zwölf Töne braucht nur einen Namen zu seiner Identifizierung.

Beginnend mit C=1 wird das Duodezimalsystem als Positionszahlensystem in der Reihung 1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,10 benutzt. Für zehn und elf in der Duodezimaldarstellung werden verschiedene Symbole verwendet; wir benutzen wie in Wikipedia-englisch A und B, wie in der Hexadezimaldarstellung, so dass eine Duodezimalzählung von null bis zwölf 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, 10 lautet.

Die Kennzeichnung der Null mit einem Punkt in der Mitte (0) im Duodezimalsystem ist ein eigener Vorschlag und ist als Sonderzeichen verfügbar oder direkt verfügbar in der Schrifttype Liberation Mono.

 

Wir benutzen im folgenden beide Bezeichnungen parallel.

Dezimal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Duodezimal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B 10

Die dezimal zehnte Position bezeichnen wir duodezimal mit A, die elfte mit B und die duodezimal zehnte mit 10 und benutzen eine Null mit einem Punkt in der Mitte als Zeichen der Unterscheidung von der dezimalen Zehn.

Die Musik wird in Oktaven gegliedert, und als Tonleitern werden die Dur-Tonleitern und Moll-Tonleitern am häufigsten angewandt. Diese bestehen aus acht Tönen.

Dabei ist folgender Sachverhalt wichtig zu beachten: der 8. Ton einer Tonleiter ist bereits auch der erste Ton der nächsthöheren Tonleiter.

Der Zusammenhang ist einfacher zu verstehen, wenn wir von der Zwölftonmusik ausgehen. Dann ist nämlich der Oktavton bereits der 13.Ton und somit der elfte duodezimale Ton.

Nach zehn duodezimalen Multiplikationsschritten oder Additionsschritten mit der gleichen Ziffer kommen wir wieder auf die Ausgangszahl und der elfte duodezimale Ton ist somit zugleich Endpunkt der Oktave und gleichzeitig Ausgangspunkt der nächsthöheren Oktave.

Der Oktavton klingt zwar ähnlich wie der Ausgangston, ist aber doch ein völlig neuer Ton mit anderen Ober- und Untertönen und einer Verdoppelung der Ausgangsfrequenz. Mit jedem Ausgangston einer Oktave beginnt eine eigene Tonwelt.

Transponieren wir eine Komposition in eine andere Tonart, so kann diese Maßnahme das Klangbild stark verändern.

Die folgende Abb. 3 zeigt Ihnen am Beispiel des Tons 5 (E), wie sich jede Oktave mathematisch gliedern lässt. Sie eignet sich auch zum Üben aller Tonleitern und Akkorde für eine bestimmte Tonhöhe.

Abb. (3) Übungstabelle für Addition und Subtraktion

Duodezimal dargestellt:

Positionen und Tonumfang der 10 auf- und absteigenden Intervalle aller Tonleitern am Beispiel von Ton 5=E als Basiston

Hervorgehoben die Primzahlintervalle

+/-5 Halbtöne = (Quarte), +/- 7 Halbtöne = (Quinte) und +/- B (dez.11) Halbtöne

Der Quarten- , Quinten- und der B-zirkel lassen sich für jede Tonart direkt ablesen aus der duodezimalen Additionstabelle durch Addition der Primzahlen 5, 7 und B (11 dezimal), und wir erkennen, wie sich die Oktaven gliedern lassen in Leitern statt Zirkeln, und dass wir das Bild des Kreises als Hilfszahlenkonstruktion verlassen sollten.

Für die Primzahlen 5,7 und B (dezimal 11) gilt, dass sie sich nach jeweils 10 (dezimal 12) Schritten wiederholen, und dieses gilt natürlich auch für jeden anderen Ton. Nach 10 duodezimalen Schritten beginnt die nächste Oktave wieder mit der Ausgangszahl auf der Tonleiter – halt einen duodezimalen Schritt oder eine Oktave höher.

Zusammenfassung:

Zwischenmenschliche Verständigung über Töne oder komplexe Musik sind
wohl die am häufigsten benutzten Sprachen der Menschheit.
Es ist an der Zeit, für sie geeignete leicht erlernbare Schriftsprachen
zu entwickeln. Nur so kann der bisher vorherrschende musikalische
Analphabetismus beseitigt werden und sich das volle Potenzial dieser Verständigungsmöglichkeit entfalten.
Als Martin Luther die Bibel ins Deutsche übersetzte, veränderte sich für
viele Menschen die Welt. Ähnliches könnte geschehen, wenn wir Menschen eine Lingua franca, die allgemein akzeptiert wird, für die Musik finden. Wir sind davon überzeugt, dass die Etablierung des Duodezimalsystems in
der Musik diese Aufgabe durch “Wohltemperierung” der Nomenklatur für
die Töne übernehmen kann, und dass einfache grafische Lösungen durch Verwendung von zwei Notenkopftypen nach dem Vorbild einer Klaviatur, wie von uns aufgezeigt, möglich sind.
Über das Vehikel dieser einfachen musikalischen Schriftsprache könnte
sich auch das duodezimale Positionszahlensystem als eine weitere Grundlage praktischer Mathematik etablieren.


Abbildungsverzeichnis:

Abb.1 Duodezimale Multiplikationstabelle

Abb.2 Duodezimale Multiplikationstabelle modifiziert für die Musik

Abb.3 Oktavenspezifische Additions- und Multiplikationstabelle

Literaturverzeichnis:

1) Leibniz,zum Thema Musik http://www.leibnizharmonien.de/

2) binäres Zahlensystem https://de.wikipedia.org/wiki/Dualsystem#Entwicklung_des_Dualsystems

3) https://de.wikipedia.org/wiki/Riemannsche_Vermutung

4) https://musicnotation.org/wiki unter Notation Systems

5) Hamburgmusicnotation.com

6) https://dozenal.org/

7 http://www.dozenalsociety.org.uk/

8) https://www.tapatalk.com/groups/dozensonline/discussion/all Seite nach Pendlebury durchsuchen

9) https://musicnotation.org/wiki/notation-systems/hamburg-music-notation-by-robert-elisabeth-key/

10) https://musicnotation.org/wiki/notation-systems/hmn-poster/

11) http://www.arpegemusic.com/alternative-music-notation.htm

12)Robert Ipach Musescore-Addon software link-beta-version oder Gute alpha-Version

13)https://de.wikipedia.org/wiki/Das Wohltemperierte_Klavier

14) https://de.wikipedia.org/wiki/Werckmeister-Stimmung

15) https://de.wikipedia.org/wiki/Lingua_franca

16) https://www.wissenschaft.de/gesellschaft-psychologie/musik-ist-eine-universelle-sprache/

17) https://en.wikipedia.org/wiki/Musical_literacy

18) musicnotation.org

19) musicnotation.org/systems/criteria

20) http://www.dozenalsociety.org.uk/apps/music.html

21) http://www.dozenalsociety.org.uk/pdfs/TextDozenalV3-aktu.pdf

22) https://dozenal.org/drupal/sites_bck/default/files/db33116_0.pdf

23) https://en.wikipedia.org/wiki/Positional_notation

24) https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichstufige_Stimmung

25) www.borishavkin.de