Zagadnieniem wielkiej wagi — jednym z najważniejszych w muzyce XX-wiecznej — był następujący problem konstrukcyjny: w jaki sposób łączyć względnie krótkie i wyodrębnione pomysły muzyczne, aby montaż tych jednostek działał na słuchacza jako spójna, organiczna całość o wyraźnych znamionach ciągłości? W rozwiązaniu tej niełatwej kwestii Lutosławski zastosował chwyt genialnie prosty i skuteczny, dobrze znany zresztą z muzyki wcześniejszej (dawna polifonii, kompozycje Brahmsa i Szostakowicza): ciągłość uzyskuje się przez prowadzenie toku dźwiękowego na co najmniej dwóch biegnących równolegle planach (a i b z diagramu poniżej) w taki sposób, że granice między ich poszczególnymi segmentami (a1, a2, ..., b1, b2, ...) wypadają w każdym z nich niejednocześnie. Dzięki temu potencjalnie groźne dla ciągłości punkty przejścia od segmentu do segmentu — zacierają się. Przypomina to sposoby układania cegieł lub kamiennych bloków przy konstruowania muru, zwane w sztuce inżynierskiej „wiązaniami” lub „wątkami”. Lutosławski wolał jednak porównanie tych konstrukcji do łańcuchów, z ich zachodzącymi na siebie wzajemnie ogniwami. Stąd też wzięła się ich zwyczajowa nazwa.
Łańcuchowe kształtowanie formy występuje u Lutosławskiego, nie tylko w utworach z lat 80., które nazwał Łańcuchami. Według tej zasady pomyślane są m.in. również: Passacaglia z Koncertu na orkiestrę (1954), część główna Mi-parti (1976), wiolonczelowe Grave (1982) i całość Partity (1984). Najwcześniejszy znany przykład formy łańcuchowej zawierają Bukoliki na fortepian (1952), a jeden z najkunsztowniejszych — pierwsze z orkiestrowych Trzech postludiów (1963). (Ostatnie dwa przypadki poddał analizie Marcin Trzęsiok w swoim znakomitym studium: Łańcuch albo polisyntaksa. Problematyka interpunkcji formalnej w muzyce Witolda Lutosławskiego na przykładzie „Bukolik” oraz „Postludium I”, „Aspekty Muzyki” 2022, nr 12.)
Lata 1947–1957 były dla Lutosławskiego okresem przełomu i otwarcia całkiem nowych muzycznych perspektyw.
W roku 1947 — mówił kompozytor — kiedy skończyłem pisać I Symfonię, zdałem sobie sprawę z tego, że język użyty w tym utworze nie zaprowadzi mnie [...] tam, dokąd pragnąłbym pójść. Uważałem, że aby nauczyć się jakiegoś sensownego używania tradycyjnej skali dwunastodźwiękowej [...], muszę zacząć od samego początku, na zewnątrz bowiem nie istniało nic, co dałoby się zastosować w jakikolwiek sposób do celów, jakie mi się wówczas marzyły: ani muzyka tonalna, ani posttonalna (w jakiej pisałem szereg utworów), ani dodekafoniczna. Dlatego postanowiłem rozpocząć niemal od zera. [...] Rozpocząłem pracę od badania zjawisk krańcowych w dziedzinie harmoniki w ramach tradycyjnej skali dwunastotonowej. Te krańcowe zjawiska — to współbrzmienia zawierające wszystkie dwanaście dźwięków skali [...].
Witold Lutosławski, z tekstów O muzyce dzisiaj. O własnych utworach („Preludia i fuga”) i Rozmyślania o warsztacie kompozytorskim, w: tegoż, O muzyce. Pisma i wypowiedzi, opracował Zbigniew Skowron, Gdańsk 2011
Zjawiska, o których tu mowa, zwane „dwunastodźwiękami”, opierają się na jednakowym materiale dwunastu elementów chromatycznych oktawy (klas wysokości). Każdy dwunastodźwięk stanowi odmienne uporządkowanie wyjściowej dwunastki w przestrzeni dostępnych rejestrów, przy czym każda klasa wysokości występuje w nim z zasady tylko jeden raz. Zachodzące między tymi układami związki podobieństwa i kontrastu pozwalają tworzyć przebiegi dźwiękowe o najrozmaitszym charakterze. Tak np. w pieśni Dzwony cerkiewne, ostatniej z cyklu Pięciu pieśni do słów Kazimierzy Iłłakowiczówny na głos i fortepian (1957), Lutosławski łączy na zasadzie silnej opozycji dwa dwunastodźwięki: „łagodny” i „ostry”. Odmienność wyrazowa współbrzmień bierze się tutaj z różnicy typów interwałów między kolejnymi ich elementami. Ten sam zestaw elementów (klasy wysokości: c, c#, d, d#, e, f, f#, g, g#, a, a#, h) otrzymuje dwa krańcowo przeciwstawne uporządkowania: ostro brzmiącą dyspozycję A–d–f#–c1–d#1–f1–g#1–h1–g2–a#2–c#3–e3 (2–11–6–11–2–7–2–5–6–5–2) i łagodny układ C#1–D#1–D–G#–g–a–e1–f#1–h1–f2–a#2–c3 (ciąg interwałowy: 5–4–6–3–2–3–3–8–3–3–3). Kryteriami dla klasyfikacji i łączenia struktur dwunastodźwiękowych są też u Lutosławskiego: rodzaj czterodźwięku tworzącego ich najniższą warstwę, rozłożenie małych non i wielkich septym, asymetria i symetria w dyspozycji interwałów. Dwunastodźwięk może występować w kompozycji jako rzeczywiste, pionowe współbrzmienie, ale częściej jeszcze staje się osnową nawarstwionych figuracji, a niekiedy nawet pojedynczej linii melodycznej. W całej twórczości Lutosławskiego po roku 1957 częstym rozwiązaniem jest dzielenie takich struktur na rozłączne warstwy o odmiennej szacie instrumentacyjnej, rytmie i fakturze.
11 listopada 1964 Zygmunt Mycielski zanotował:
[Lutosławski] pokazywał mi swój Kwartet smyczkowy. Pisany tylko w głosach, bez partytury; głosy grają razem i mają figurki do dowolnego wykonania, dają znak i inny instrument wykonuje te figurki — w gruncie rzeczy szeregi interwałów, z których robi się na jakimś poziomie (wysokości) rodzaj ruchliwej „pozycji”. Lutos mi mówił, że poczuł się dopiero wolny, z otworzonymi drzwiami, gdy zerwał z tym bezwzględnym pionem i począł się ruszać w świecie, w którym nie ma kreski taktowej, a rytm może być notowany swobodnie.
Ma też maszynkę do notowania rytmów, która stuka — wałek z papierem, który się kręci i można na nim stawiać kropki i kreski przez przytrzymywanie grafitu. Pozwala to notować rytmy, które się nie dadzą zanotować [w sposób tradycyjny].
Zygmunt Mycielski, Dziennik 1960–1969, Warszawa 2001
Słowa Mycielskiego opisują jeden z najważniejszych w muzyce Lutosławskiego chwytów konstrukcyjnych: grę ad libitum (łac. „wedle uznania”), zwaną też zamiennie techniką „aleatoryzmu kontrolowanego” (lub „ograniczonego”). W oznaczonych punktach kompozycji muzycy realizują swoje partie z określoną dozą rytmicznej swobody, wydłużając lub skracając zapisane dźwięki bez trzymania się wspólnego pulsu, niezależnie od gry pozostałych wykonawców. W rezultacie tworzy się stojąca, rozedrgana „plama”: brzmienie migotliwe, gęste i statyczne, które dzięki zaplanowanemu ułożeniu wysokości dźwięków łączy w jedno ścisłość i swobodę, chaos i wyższy porządek.
Aleatoryzm Lutosławskiego polega, można rzec, na przeniesieniem w dziedzinę gry zespołowej zjawiska dobrze skądinąd znanego, a określanego zwyczajowo mianem tempo rubato. Poza niedookreśleniem rytmu (w ściśle określonych zresztą i wąskich granicach) nie ma on bynajmniej żadnych punktów stycznych z techniką improwizacji: wykonawca nie staje się kompozytorem.
Lutosławski — pisał Konstanty Regamey — żąda od wykonawców swobodnego wykonywania, nie zaś swobodnego komponowania. [...]
[...] ograniczenie aleatoryzmu sprowadza się w jego utworach do dwóch podstawowych zabiegów: a) swobodne są wyłącznie rytmika i agogika — a więc właściwie tylko jedna warstwa utworu, którą można by nazwać „warstwą trwaniową”, wszystkie zaś inne parametry są ściśle określone; b) ta swoboda przebiegów trwaniowych rozgrywa się w granicach stosunkowo krótkich odcinków, przy czym czas trwania tych odcinków i ich następstwo są ściśle kontrolowane. [...] Istotny w tej metodzie jest nie tyle fakt, iż nowe za każdym razem ustosunkowania trwaniowe nie mają ściśle wymiernego przebiegu (jakkolwiek notacja daje pewne sugestie: krótkie albo długie nuty, krótsze albo dłuższe przerwy między poszczególnymi nutami, powiązania niektórych nut w grupy itd.), lecz że te nieokreślone trwaniowo przebiegi nakładają się na siebie z możliwie maksymalną niezależnością. Daje to w rezultacie bardzo złożone, niewymierne struktury polirytmiczne niemożliwe do zapisania, a mimo to mającej charakter organiczny i naturalny, gdyż wykonawcy uwolnieni są od kurczowego, antymuzycznego skrępowania i ustawicznego przymusu gwałcenia spontanicznych odruchów (na co zawsze są skazani, gdy muszą wykonywać sprzeczne ze sobą i ściśle zapisane przebiegi polirytmiczne).
Oczywiście taka niezależność rytmiczno-agogiczna poszczególnych linii wpływa pośrednio na wypadkową współbrzmieniową, jednak dobór innych parametrów — przede wszystkim wysokościowych — jest w tych liniach przez Lutosławskiego tak precyzyjnie przemyślany, że każda realizacja danego odcinka odpowiada jego zamierzeniom. Dlatego na pozór swobodne współgranie niezależnych trwaniowo linii nie prowadzi u niego nigdy do bałaganu dźwiękowego, a przede wszystkim jest stale chronione przed największym niebezpieczeństwem „zbiorowego aleatoryzmu”: wpadnięcie w „szare brzmienie”, w nijakość i banał [...].
Konstanty Regamey, Uwagi o uwagach w sprawie aleatoryzmu, w: tegoż, Wybór pism estetycznych, wprowadzenie, wybór i opracowanie Katarzyna Naliwajek, Kraków 2010
Od czasu powstania Gier weneckich (1961) technika ad libitum pojawia się jako element niemal wszystkich dzieł Lutosławskiego. Za jego przykładem wprowadzali ją do swojej muzyki także inni kompozytorzy, polscy i obcy. Lutosławski używał jej konsekwentnie w tych przypadkach — jak punkty kulminacyjne lub też epizody części wstępnych formy dwuczęściowej — w których dramaturgia kompozycji wymagała muzyki „stojącej w miejscu”, a nie „idącej naprzód”. Podstawę harmoniczną sekcji ad libitum tworzyły zwykle (choć nie zawsze) charakterystyczne dla kompozytora układy dwunastodźwiękowe.
W swoich doświadczeniach z formą kompozycji („rozkładem treści muzycznej w czasie”) Lutosławski wypracował z biegiem lat pewne szczególne rozwiązanie: układ, w którym seria krótkich i kapryśnie zmiennych epizodów o celowo rozproszonej dramaturgii, tworzy wstęp dla epizodu szerzej rozbudowanego, scalonego wyrazowo i rozwijanego w sposób ciągły.
Całość — mówił kompozytor — składa się z dwóch części, z których pierwsza jest poniekąd mniejszej wagi niż druga, stanowi przygotowanie, «zaangażowanie», ale nie stanowi «wypełnienia». Część pierwsza składa się z szeregu epizodów przedzielonych jakimś elementem powtarzającym się — w różnych wariantach. Druga część — bardziej esencjonalna i mająca na celu «dokonanie» czy «spełnienie» — jest częścią podstawową i nie składa się już z krótkich, miniaturowych fragmentów.
Tadeusz Kaczyński, Rozmowy z Witoldem Lutosławskim, Kraków 1972
Źródłem inspiracji były tu z pewnością studia nad twórczością klasyków wiedeńskich (kontrast między odcinkami łączącymi i tematycznymi w wielkich formach Haydna, Beethovena i Mozarta), a najbliższą, jak się zdaje, zapowiedzią — nietypowy plan dramaturgiczny II Symfonii D-dur op. 43 (1902) Jeana Sibeliusa, którego dorobek Lutosławski cenił niezwykle wysoko.
Najwcześniejszymi w muzyce Lutosławskiego (a zarazem też najbardziej typowymi) przykładami tak skonstruowanej formy są dwie kompozycje napisane w latach 60.: Kwartet smyczkowy (1964) i II Symfonia (1967). Ten sam schemat występuje potem u kompozytora wielokrotnie, rzadko jednak w swoim czystym kształcie. Pochodząca roku 1969 Livre pour orchestre dzieli się na cztery chapitres („rozdziały”), z których pierwsze trzy (wzięte razem z przedzielającymi je intermediami) tworzą segment zapowiadający i stanowią wprowadzenie do „rozdziału” kulminacyjnego. Jeszcze większa liczba „części wstępnych” występuje w Preludiach i fudze na 13 smyczków (1973) oraz w orkiestrowej Novelette (1979); brak jest przy tym „elementu powtarzającego się” (refrenu). Forma Les Espaces du sommeil (1975) i III Symfonii (1983) rozszerza model zasadniczy o treściwą introdukcję, epilog i kodę. Ostatnia w dorobku Lutosławskiego symfonia, Czwarta (1992), mimo dostrzegalnej dwudzielności (wyraziście zaznaczony wstęp), nie ma już z opisywanym tu schematem nic wspólnego, podobnie jak służące jej za wzorzec Mi-parti (1976).
Określenie „forma dwuczęściowa” — adekwatne w odniesieniu do Kwartetu i II Symfonii — okazuje się jak widać niezupełnie ścisłe i prowadzić może do nieporozumień. Ideę Lutosławskiego dużo trafniej charakteryzują terminy francuskie wprowadzone jako nazwy części w partyturze tej ostatniej kompozycji. Zamiast o dwuczęściowości, należałoby więc mówić raczej o schemacie „hésitant–direct”, co po polsku znaczy: „wahająco–wprost”.