分析的創造性と発見のための生成的枠組みとしての選択的不完全性

要旨

本論文では、物質の階層的構造と音楽の作曲論理を結び付ける生成的枠組みとして「マテリオミュージック」を提案する。タンパク質、クモの巣、火炎ダイナミクスにわたって、振動的・建築的原理が音階の階層性、和声進行、長大な音楽形式として反復的に現れる。分子スペクトルから楽音へ、3次元ネットワークから演奏可能な楽器へという可逆的マッピングを通じて、音響が科学的探査手段として機能することを示す。これは認識論的転倒であり、聴取が視覚的モードとなり、音楽作曲が物質設計の青写真となる。これらのマッピングは深遠な時間を掘り起こす——フェムト秒単位の分子振動や数十億年にわたる進化史に起源を持つパターンが可聴化される。科学と芸術における革新性は、既存の自由度内では制約条件が満たせず、許容配置の空間拡張を強要される際に生じると我々は仮定する。選択的不完全性が、一貫性と適応性の均衡を回復するメカニズムを提供する。2^12通りの音楽音階を網羅的に列挙した定量分析により、文化的に意義深い音楽体系が中エントロピー・中欠陥領域に集中することを明らかにする。これは中間欠陥密度が材料強度を最大化するホール・ペッチ最適値と直接並行する現象である。これらのマッピングを反復適用することで、人間の創造性と物理学の生産的衝突が生じ、音楽構造が進化的制約と遭遇することで新たな情報が生成される。群知能AIモデルが作曲する音楽には、スモールワールド結合性、モジュラー統合、長距離一貫性といった人間的な構造特性が表れ、補間を超えた発明への道筋を示唆する。科学と芸術は、制約下における世界構築の生成的営為であり、振動はスケールを超えて構造を組織化する共有文法なのである。

English

We introduce materiomusic as a generative framework linking the hierarchical structures of matter with the compositional logic of music. Across proteins, spider webs and flame dynamics, vibrational and architectural principles recur as tonal hierarchies, harmonic progressions, and long-range musical form. Using reversible mappings, from molecular spectra to musical tones and from three-dimensional networks to playable instruments, we show how sound functions as a scientific probe, an epistemic inversion where listening becomes a mode of seeing and musical composition becomes a blueprint for matter. These mappings excavate deep time: patterns originating in femtosecond molecular vibrations or billion-year evolutionary histories become audible. We posit that novelty in science and art emerges when constraints cannot be satisfied within existing degrees of freedom, forcing expansion of the space of viable configurations. Selective imperfection provides the mechanism restoring balance between coherence and adaptability. Quantitative support comes from exhaustive enumeration of all 2^12 musical scales, revealing that culturally significant systems cluster in a mid-entropy, mid-defect corridor, directly paralleling the Hall-Petch optimum where intermediate defect densities maximize material strength. Iterating these mappings creates productive collisions between human creativity and physics, generating new information as musical structures encounter evolutionary constraints. We show how swarm-based AI models compose music exhibiting human-like structural signatures such as small-world connectivity, modular integration, long-range coherence, suggesting a route beyond interpolation toward invention. We show that science and art are generative acts of world-building under constraint, with vibration as a shared grammar organizing structure across scales.

分析的創造性と発見のための生成的枠組みとしての選択的不完全性

Selective Imperfection as a Generative Framework for Analysis, Creativity and Discovery

要旨

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