Wenn Außerirdische beim Vorbeiflug an unser Erde ein Sinfoniekonzert beobachten, dann sehen sie zahlreiche Artgenossen („Orchestermusiker“), die mit Werkzeugen verschiedenster Form und Materialien („Instrumente“) die Saalluft zügig hin und her schaukeln lassen, während weitere Artgenossen („Publikum“) gegenübersitzen und genießen wie die beidseitig am Kopf angebrachten Membranen („Trommelfelle“) mitwackeln. Am Ende erheben sich die Musiker und genießen ihrerseits das Wackeln der eigenen Membranen, angeregt durch Händeklatsch-Bewegungen des Publikums. Musik wie der anschließende Beifall besteht aus Tönen, diese aus schwingender Luft, also eigentlich ein rein physikalischer Vorgang? Jede Sinfonie ist zwar tatsächlich „nur“ aus Tönen zusammengesetzt, aber dieses neue Ganze hat plötzlich Eigenschaften, die dem Einzelton fehlen (oder trägt er sie doch „still“ in sich?), das Ganze ist also eindeutig mehr als die Summe seiner Bestandteile (Aristoteles, 384 – 322 v. Chr.). Dieses Phänomen nennt man auch „Emergenz“.
Emergenz (lateinisch emergere „Auftauchen“, „Herauskommen“, „Emporsteigen“) bezeichnet (laut Wikipedia am 26.7.2019) die Möglichkeit der Herausbildung von neuen Eigenschaften oder Strukturen eines Systems infolge des Zusammenspiels seiner Elemente. Dabei lassen sich die emergenten Eigenschaften des Systems nicht – oder jedenfalls nicht offensichtlich – auf Eigenschaften der Elemente zurückführen, die diese isoliert aufweisen.
Andere Beispiele: einfache Nervenzellen bilden gemeinsam das komplexe Gehirn samt Bewusstsein, einzelnen Gasatomen lassen sich Temperatur und Druck nicht sinnvoll zuordnen, ihrer Gesamtheit durchaus, einzelne Programmierbefehle bilden in ihrer Gesamtheit eine Software mit durchaus überraschendem „Eigenleben“
Unabhängig von solchen Emergenzeffekten lassen sich aber Trauermärsche wie Tanzmusik in ihre Einzeltöne zerlegen, und schon diese haben bemerkenswerte Eigenschaften (ein Trompeten-„a“ etwa klingt ganz anders als ein Klavier-„a“), die sich aber eben durchaus physikalisch erklären lassen. Willkommen in der physikalischen Welt der Wellen! Schließlich schwebt über all dem noch die stets erhabene, aber nicht überhebliche Mathematik als die „Königin der Wissenschaften“ und zeigt ihre Spuren vielerorts in der Musik.
Willkommen im LaLaLab - die Mathematik der Musik