李芷君 - 人工智能 为音乐认知注入新养分｜智凝都会

多年来，本港不少大、中、小学推行「一人一体艺计画」，培养学生对体育和艺术的兴趣，以鼓励学生发展个人潜能，陶冶性情。除此以外，学习音乐还有没有其他好处？

音乐训练与认知优势

从认知心理学的角度来看，音乐演奏是一项十分复杂的任务。演奏者需要同时顾及音准、拍子、节奏、读谱、指法、呼吸、情感表达等，意即演奏者需要即时处理来自听觉、时间、空间、视觉、感觉运动控制、美学判断等多方面资讯。故此，音乐训练有机会为人们带来不同的认知优势。

笔者前期的研究发现，长期接受音乐训练的人士（下称音乐家）比没有接受音乐训练的人士（下称非音乐家），更能有效地运用右脑去处理英文词汇。在电脑实验中，我们邀请受试者读出随机出现在荧幕左、中、右的英文词汇。结果显示，音乐家比非音乐家能更快读出左边和中间的英文词汇，而两组读出右边英文词汇的反应时间相若。由于出现在左侧视野的资讯会更直接投射于右脑，反之亦然，故我们归纳音乐家比非音乐家更能灵活运用右脑去处理英文词汇，这正好显示着大脑的可塑性（plasticity）。及后，笔者亦利用脑电图（electroencephalography, EEG）得出相似结果，说明音乐家的右脑在处理音符和非英文词汇时有着共同的视觉处理机制。

此外，笔者的其他研究显示，音乐家比非音乐家于阅读英文字母时于右侧视野有更大的视觉范围。这也许与音乐家需要及时由左至右读谱演奏有关。笔者的眼动追踪（eye-tracking）研究亦显示，音乐家比非音乐家较倾向于阅读英文字时注视文字上方，并有较佳的阅读表现。故根据以上研究，音乐家有机会把其读谱训练的优势带到英文阅读上，是为「远迁移」（far-transfer）学习情境。

以上研究结果均建基于传统的音乐训练，如长时间跟随老师学习乐器。长期的音乐训练不止让我们学懂读谱和奏乐，同时亦于大脑可塑性和阅读上有着相当的影响。

人工智能与音乐认知研究

诚然，近年人工智能发展一日千里，并已于音乐创作、分析、研究、表演和学习等方面广泛应用。人工智能已悄悄为音乐认知研究提供了新的养分。如市场上的音乐学习应用程式，以方便和容易作为卖点，供初学者自学乐器（如结他、钢琴等）。当中亦加入了人工智能元素，于演奏时给予反馈，并有计分、升级等设计，加强学习趣味。同时，应用程式中简化了读谱训练。这是否意味着，我们要重新审视不同的音乐训练模式会否带来不一样的认知优势呢？

此外，笔者最近与心理学本科同学进行毕业论文研究时，亦利用了人工智能创作音乐选段，于实验中供受试者聆听，并于电脑上作出判断。由于实验牵涉到让受试者判断音乐中的情绪，故人工智能所生成的音乐选段能否诱发不同的情绪就显得尤其重要。

起初，我们对人工智能生成音乐能否在短短10秒内诱发不同情绪也有保留，但经过反覆的讨论，我们首先于人工智能程式上选取愉快、悲伤的情绪，并选取相应的大调和小调，大量创造不同的音乐选段。及后，我们把所有生成的音乐选段交予数位同学作情绪判断，并只会于实验中用上被一致认定为愉快或悲伤的选段。实验结果显示，受试者对音乐选段有一致的感受，说明人工智能所生成的音乐，符合人类一般的情绪判断。于研究层面而言，人工智能令我们于短时间内创造不同的音乐选段，同时亦能有效控制不同变量（variables），实属研究的好帮手。

虽然人工智能生成的音乐与人类创作的音乐于认知上有多相似，实属未知之数；不过，人工智能已为音乐认知研究注入养分，值得我们翘首以待。

文：香港都会大学人文社会科学院高级讲师李芷君博士

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文章刊于《星岛日报》2023年5月25日教育版专栏「大学之道」。

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