Comal 餐厅，一家熙熙攘攘的墨西哥奥哈卡风味餐厅 位于加利福尼亚州伯克利，具备了现代餐厅中常见的震耳欲聋氛围的所有要素：拥挤的酒吧、开放式厨房、高高的天花板和混凝土墙。但当我在一个春天的晚上去那里用餐时，很容易就融入了充满玛格丽特酒的谈话，并点上了烤玉米、牛肉卷饼和配有酱料的烤鸡。
尽管餐具碰撞声和节奏明快的拉丁摇滚乐不绝于耳，但当服务员指出她和薯条一起端上来的墨西哥辣椒、哈瓦那辣椒和乔治辣椒酱时，没有人需要费力去听。
这种明显的声学奇迹是通过电脑实现的。一个嵌入网络麦克风和扬声器系统的算法，能够仔细地控制嘈杂声。这个名为 Constellation 的系统是旧金山湾区公司 Meyer Sound 的创意。该公司由 John 和 Helen Meyer 经营，在过去 40 年里，他们为音乐厅、体育场馆和百老汇剧院建造了音响系统。
这对夫妇第一次关注餐厅的噪音是在 2010 年的一个晚上，当时他们去一家以季节性地中海美食闻名的豪华餐厅与几位好友聚会。这顿饭非常美味。然而，嘈杂的餐厅和开放式厨房的声音令人难以忍受。他们的餐桌谈话几乎中断了。
大多数人可能会提高嗓门，然后继续一晚的聚会，但 John 却受到了启发。他找到了他们下一个挑战。
“我们正在努力弄清楚到底是什么干扰了餐桌上的交谈，”John 说。“真正的问题是什么？为什么人们要大喊大叫？”
全国各地饱受耳部疲劳的顾客都在问同样的问题。在过去十年中，在 Zagat 的年度餐饮趋势调查中，噪音已成为最令人讨厌的问题，超过了糟糕的服务、差劲的食物和高昂的价格。美国主要城市的餐厅评论家们会在用餐时携带分贝计。iHearU 和 SoundPrint 等应用程序可以帮助人们在选择餐厅前进行评估并分享结果。社交媒体以及有关相关健康风险的不断增加的研究，都加剧了抱怨。
食客们可能认为高音量用餐最坏的影响是毁掉了一个愉快的夜晚，但密歇根大学公共卫生研究员 Rick Neitzel 表示，餐厅是更大问题的一部分。我们累积的声音暴露会增加我们患听力损失、心脏病和中风的风险。“你的耳朵不在乎噪音来自哪里，”他说。“它们只在乎你承受了多少。”
很难确切地说出我们在外出用餐时，有多少额外的音量正在冲击我们的耳膜，因为大多数证据都是轶事性的。但可以考虑一项 1993 年针对约十多家餐饮场所的研究，该研究发现声音水平最高可达 68 分贝（略高于正常的闲聊声）。与此相比，2018 年对纽约市餐厅的一项规模大得多的调查显示，四分之一的餐厅声音水平至少达到 81 分贝（更像是垃圾处理器发出的声音），平均水平为 77 分贝，只有 10% 的餐厅在 70 分贝或以下。该报告将这些称为“安静”。
挽救晚餐对话并非像调低店内音乐那样简单。因此，一些餐厅老板开始聘请顾问来诊断他们的声音问题，并开出各种建筑改造和吸音装饰的处方。一个调校得当的环境可以确保每张桌子的私密性，让人们可以用正常的说话声音进行交谈和点餐——而且不会抑制保持餐厅活力的嗡嗡声。
John 告诉 Helen，通过正确的调整，他可以将 Constellation——Meyer 最初为音乐会场地设计的——改编成提供各种氛围，从悠闲的周日早午餐到热闹的周六晚上。他和 Helen 开始在餐厅录制晚餐（征得主人同意），以找出他们开始时的声学画布。在桌子中央，他们会放一堆六个麦克风，它们挤在一个看起来像网状飞碟里的装置里。这个装置从各个角度捕捉音频混合，以便团队以后可以回放和研究。最终，他们将把噪音逆向工程变成全新的东西。
Meyer Sound 广阔的公司园区 曾经是伯克利平原上的一家番茄酱工厂。在低矮的混凝土建筑组成的一个街区内，顶部是红瓦屋顶，巨大的厂房空间充足，用于组装扬声器和其他音响组件，环绕着一个小小的、白色和灰色的隔音室。这是该公司少数几名高级员工测试新想法的实验室。
一天早上，John Meyer 坐在房间中间，穿着一件皱巴巴的蓝格子衬衫和卡其裤。细边眼镜和一头凌乱的灰白胡子勾勒出他眯着眼睛、有些心不在焉的样子，他正盯着一排排壁挂式扬声器和悬挂的麦克风。它们连接到一个计算机信号处理器，该处理器可以分辨录制声音中的细微之处（如倒水声或大笑声），修改其音量、回声和位置，然后将它们重新组合在一起。
高级科学家 Roger Schwenke 坐在附近的电脑前。Schwenke 开发硬件和软件，以预测和测量该公司创建的任何系统的声学效果。他调出了一段来自他们监测过的最嘈杂房间的原始餐厅噪音演示：一家繁忙的伯克利披萨店。几次鼠标点击引发了大量的聊天和音乐声，在这些声音中，经典摇滚乐的清晰片段和关于披萨配料的争论短暂地浮现出来。
这家店的峰值分贝高达 85，接近电动工具的音量，但这在美国餐厅已不再罕见。我们可以将噪音归因于 20 世纪 90 年代开始出现的几种趋势。首先，业主开始倾向于现代或工业风格。告别了地毯、软垫家具和窗帘，它们是出色的吸音材料，但现在被认为很老土。取而代之的是高天花板、裸露的地板，以及由混凝土、瓷砖、金属、石膏和玻璃等坚硬的、声音反射性材料制成的墙壁和家具，这些材料会将噪音在空间中传播。
与此同时，他们将用餐区与开放式厨房和酒吧区合并，并调高了音乐。根据 Lily Wang 的说法，一位建筑声学专家和美国声学学会（负责研究和制定从助听器到教室噪音的各项标准）的前主席的说法，很少有人意识到这些选择的声学影响。“建筑师受过的训练不是考虑声音；他们受过的训练是考虑视觉和空间，”Wang 说，她目前正在参与美国声学学会的一项新兴努力，旨在为餐厅制定指导方针。
此外，一定程度的响度似乎有利于盈利。市场研究表明，顾客更喜欢有活泼背景音乐的地方，而且当音量增加时，他们会喝更多的酒，吃得更快，从而提高餐桌周转率和收入。更不用说其他研究表明，噪音会使我们的味蕾变得迟钝，导致我们更偏爱炸薯条而不是配菜沙拉，并做出其他放纵的菜单选择。
这种喧嚣在其他方面也具有隐蔽性。随着餐桌坐满，酒水不断，环境声音增加，导致食客不知不觉地提高嗓门。这种在声学行业被称为 Lombard 效应的反射，可能引发恶性循环。对于触发这种现象的分贝数，科学上还没有达成共识，但 2018 年在模拟餐厅进行的一项研究发现，当音量超过 57 分贝时，声音就开始膨胀。
在 Meyer Sound，高级科学家 Schwenke 认为，“如果旁边的人听得清楚，而远处的人听不太清楚，”那么你的大脑就会感知到被理解的威胁较小，你也不太可能升级到 Lombard 级联。他们的挑战是某种程度上修改 Constellation，以增强每张桌子的对话，同时模糊其他噪音。
“这是一个实验，”Meyer 谈到这项努力时说。“但我知道我们有很多事情可以做。”
他们播放的下一段录音 来自 Comal 餐厅。老板 John Paluska 是餐厅老板中的稀有人物：作为乐队 Phish 的前经理，他在 2012 年开设这家餐厅之前，对声音进行了大量的思考。他希望营造一种有趣的氛围，但也知道他的设计选择伴随着真实的噪音风险。他还希望通过一些声学控制，在酒吧附近营造一种高昂的情绪，而在餐厅后部营造更安静的区域。
Paluska 的建筑师认识 Meyers，因为她和 Helen 曾一起在当地一所学校的董事会任职。Helen 向 Paluska 展示了一些吸音板，并与他聊起了音乐系统。然后，她演示了 Constellation，该系统迄今为止只在音乐厅中使用，以克服声音上的不足，例如长笛和小提琴的高频音在到达座位最后一排之前就消失了。
其核心在于，Constellation 通过调整和重新分配混响来实现障眼法：当我们听到声音从其源头传播并从一个表面反射到另一个表面时产生的回声。吸收这些反弹声可以防止声音持续存在，而通过数字方式增加几秒钟的回声，可以让礼堂中死寂的空间像大教堂中殿一样回响。Helen 将这种效果称为“隐形建筑”。
但餐厅提出了更微妙的挑战。声音并非来自舞台；它来自四面八方——而且并非所有人都想听同样的东西。要让 Constellation 在这种环境下有所帮助，Meyer 团队首先需要尽可能地消除空间中的噪音。在此基础上，系统可以捕捉、修改并精确调整来自厨房的碰撞声和来自邻桌的噪音，以便食客能够听到自己的谈话。
Paluska 很乐意充当实验对象。Comal 当时还只是一个空荡荡的伯克利店面，剥离到裸露的骨架。Meyer 团队开始尽可能地挤进吸音材料。在暴露的道格拉斯冷杉梁之间，他们放置了 2 英寸厚的硬质玻璃纤维绝缘材料，表面呈哑光黑色，以便它能融入其中。他们将类似麦片纸的木纤维绝缘材料隐藏在粗麻布护墙板后面。他们将艺术品——大幅抽象画和超大尺寸的墨西哥街头摄影——印在吸音材料上，然后拉伸在铝框上，形成声学多孔织物。Meyers 将这种专有产品称为 Libra 面板。
接下来，他们安装了 Constellation 的骨架，包括 28 个麦克风和 95 个扬声器。他们尽可能均匀地放置麦克风，以覆盖每个桌子，同时避开开放式厨房等高噪音区域。他们放置扬声器，使食客不会孤立地听到任何一个输出，而是接收到无缝的声音混合。该团队通过 Constellation 的“大脑”将所有这些组件联网：一套数字信号处理器，每个处理器可以处理 100 gigaflops 的数据，总和起来大致相当于十二台 MacBook Pro 的计算能力。电脑知道哪些声音来自哪些麦克风，并允许 Comal 的工作人员通过 iPad 界面实时更改声音设置。
想象一下，在一个拥挤、嘈杂的周五晚上，你和你的约会对象在那里。桌子上的麦克风捕捉到下班后八卦、碰撞的银器和玻璃杯、附近热闹派对的笑声等充满活力的混合声。信号处理器会减弱并处理这些声音，然后将它们传递到空间远角的扬声器。与此同时，靠近你的扬声器播放着房间噪音的柔和混合。这种重定向会欺骗你的大脑，让你专注于你调情的闲聊。Constellation 的算法还可以消除来自邻桌的任何突然的噪音爆发，或者从混合音中去除厨房最刺耳的碰撞和嘎吱声——同时让背景音乐保持不变。
在 80 分贝的音量下，Comal 餐厅的录音确实很响。然而，当 Constellation 激活时，人们很容易听到桌边点菜的声音，如豆薯黄瓜沙拉、猪肉卷饼和玉米粽。与此同时，嗡嗡作响的环境音却显得遥远。
“感觉就像你被保护起来了，”John Meyer 评论道。“就像一个力场。从某种意义上说，对大脑来说，它可能确实如此。”
当然，在可以从头开始的情况下，要消除餐厅的噪音要容易得多，而不是试图控制现有餐厅的分贝数。首先，高音量已经成为新的常态，这使得老板很容易忽视。
例如，Bob 和 Maggie Klein 在奥克兰经营了二十多年的意大利餐厅 Oliveto，直到发现他们存在音量问题。在 2014 年翻修的前一年，Bob 决定使用智能手机声音计来抽查繁忙的晚餐时段，发现他们经常达到 86 分贝。这个数字与其他地方的检查结果相当，但当 Bob 在餐厅里走动时，他注意到人们“身体前倾，努力想听清对方说话。这很普遍。不仅仅是老年人。是每个人。”
他感同身受。大约 20 年前，一次病毒感染严重损害了他的听力，迫使他使用辅助设备。然而，即使是听力健康的人，在拥挤嘈杂的环境中听东西也很困难。“你非常努力地想听清谈话，却无法真正参与到谈话中，”他说。
Klein 夫妇选择安装 Constellation，成为首批开始更好地进行声音管理的老板之一。根据 Siebein Acoustic 的高级顾问 Keely Siebein 的说法，餐厅是他们公司日益增长的客户群体，与十年前相比，餐厅项目几乎增加了四倍。该领域的其他人，包括 Meyers，也证实了这一趋势。在过去的五年里，美国声学学会的会议专门举办了关于餐饮场所声学问题的专题会议，并成立了一个标准工作组，Siebein 也是其中一员。
迄今为止，已有七位业主选择安装 Constellation，它的价格相当昂贵：在 60,000 美元到 80,000 美元之间。Meyers 正在努力降低成本，方法是简化硬件并为音乐厅所需的高性能信号处理器创建更便宜的替代品。目前，这对于不像 Klein 夫妇那样积极的餐厅老板来说是一笔高昂的前期投资，Klein 夫妇既想提高食客的舒适度，又想获得举办各种不同活动的声学灵活性。
与此同时，还有一系列更经济实惠的选项可以帮助改造现有企业。这些选项包括泡沫天花板面板、允许噪音穿过并被吸收层的穿孔木材、带有微小纤维的声学石膏，可以吸收混响，甚至还有用于玻璃的透明隔音膜。成本因材料而异。据与纽约公司 AKRF 合作的声学顾问 Nathaniel Fletcher 称，“这可能从几千美元迅速变成数万美元。”
在经过全面翻修的 Oliveto，Bob Klein 展示了他用来微调餐厅声音的 iPad。系统设置为“自动占用”，因此它可以根据空间整体噪音水平的变化实时进行调整。他轻松地切换设置，如“音乐厅”（非常适合 Oliveto 举办古典小提琴演奏会时使用）和“大教堂”（用于合唱团 Chanticleer 最近的演出）。在每种设置下，Klein 都会拍手，让回声在想象中的屋顶上回响。其他选项则侧重于特定的麦克风。例如，“小组讨论”仅激活后方区域的长桌区上的一排麦克风；客人可以轻松地参加关于转基因食品等热门话题的论坛。
这些配置支持 Klein 将餐厅重新构想为社区中心的愿景。这也呼应了 John Meyer 的雄心：通过控制声学，使一个建筑空间能够拥有多种感觉。解决餐饮噪音问题是他第一次有机会让声音以砖石结构本身无法实现的方式运行，同时还能满足我们的听觉需求。
“我们可以在一个强大的计算机中创造比在物理世界中更多的结构，”Meyer 说。“它打开了创造空间的全新方式。”
本文最初发表于《大众科学》2019 年冬季刊的“声音”栏目。
