纽约市最安静的地方之一是东村边缘一个 520 立方英尺的房间。这个狭小的空间隐藏在一个沉重、密封的门后面，四面都装饰着奇特的楔形玻璃纤维突起。地板不是硬木或地毯，而是一层薄薄的金属网，访客可以在上面行走——网下是更多的玻璃纤维楔形物。这是一个完整的消声室，也是纽约市唯一的消声室。里面没有秘密，只有寂静。Anechoic（消声）这个词本身的意思就是“没有回声”。它是研究声音科学的完美场所。
站在房间里，感觉就像生活在一个巨大的降噪耳机里。说话声听起来更柔和、更圆润、更安静。有些人进入房间时耳朵甚至会“嘭”一下。虽然对我来说很安静，但库珀联盟阿尔伯特·内尔肯工程学院的机械工程学教授 Melody Baglione 向我证明，我们并没有体验到绝对的寂静。当我们静止不动、保持安静时，她手中的声级计读数降至约 18 分贝 (dBA)。当我们在振动与声学实验室外进行同样的测量时，环境声级约为 40 dBA。声级计测量的是声音压力，单位是分贝，但经过了对人耳更敏感的频率的加权。
我们所体验到的声音，是由振动物体传播的压力波。声波会移动空气、水或固体等周围介质中的粒子。当声波进入人耳时，它们会以机械振动的形式通过类似鼓膜的膜，然后到达毛细胞，毛细胞再将电信号发送到大脑。听力损失发生在我们毛细胞受损时。较高频率的毛细胞位于该通路的最末端，它们最先受损。
Baglione 说：“较高频率的声音波长较短，因此较高频率的声波比较低频率的声音更容易与消声室的楔形物发生相互作用。较低频率的声音波长较大，吸收起来更困难。你需要一个更大的房间。” 人为失误也是一个因素——有时学生会把东西掉到地板上，这种不完美会导致声音反射。
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纽约的房地产很贵，所以与空军基地或汽车制造商测试设施中的消声室相比，这个房间显得很小。库珀联盟的消声室曾进行过各种各样的项目测试。学生们曾对无人机噪声进行表征，以找出如何消除这些声音。他们比较了传统小提琴和 3D 打印小提琴的音质。他们测试了内燃机，以指导消声器的设计、机器人声音定位，甚至虚拟现实头戴设备。Baglione 说，关于使用这个房间的新提案络绎不绝。
消声室是如何工作的？
噪音、混响和回声无时无刻不在我们周围。要设计一个空间来消除除原始声音之外的一切，需要巧妙地运用材料，并深入了解物理学和几何学。
诺基亚贝尔实验室的研究总监 Paul Wilford 说：“声音的质量通常非常主观。声音在很大程度上是关于感知、我们的经验和我们的期望。通过我们在消声室的大量工作，我们了解到，我们直接从声源听到的声音，其强度可能实际上低于从墙壁反射或在房间中混响的声音。” 他所说的房间是新泽西州默里山的那个房间，这是同类中的第一个。该房间最初建于 1947 年，目前正在进行翻新。
作为一家通信公司，声音是诺基亚业务的重要组成部分。他们需要一种方法来量化声音质量，以便设计出更好的麦克风、扬声器和其他设备。Wilford 解释说：“消声室的构想是一个强大的环境，一个测量设备，一个声学工具，你可以在其中进行高质量、可靠、可重复的声学测量。”
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声音可以通过介质反射、吸收或透射。通过研究声音在空气中传播的物理学，贝尔实验室的研究人员设计出了由玻璃纤维泡沫制成、包裹在金属丝网中的楔形物。该材料的阻抗与入射声波匹配，因此它可以吸收声波而不是反射声波。声波撞击这些深度为五英尺的锥体并被困住。楔形物是消声室的标准设计选择。
Wilford 说：“这意味着，如果你站在那个房间里，有一个声源在发声，你听到的只是那个直接的声源。在某种意义上，这是你听到的纯粹的声音。” 如果房间里有两个人在，其中一个人转身对墙说话，那么另一个人就听不到他说话。“现在世界各地都有其他的消声室，正是因为这些特性，这些结果在不同的房间之间都是可重复的。”
如今消声室的用途
在没有回声的房间里，有很多分析声音的方法。科学家可以通过测量特定声音衰减所需的时间来表征混响。在贝尔实验室，房间里战略性地放置了高质量的定向麦克风，以及能够精确定位这些麦克风在三维空间中位置的定位设备。他们可以使用音频频谱分析仪来查看这些麦克风的频率响应，或者围绕麦克风移动扬声器，观察声音随位置的变化。他们还可以同步声音并测量干涉模式。
自问世以来，消声室为许多创新铺平了道路。在贝尔实验室发明了取代旧式笨重电容麦克风的驻极体麦克风。在消声室完成了频率响应和性能测试。AT&T 的一项改进长途电话音质的产品，是通过理解网络中发生的声反射并开发出消除噪声信号所需的数学来实现的。
Wilford 指出，最近，新泽西州的消声室被广泛用于数字孪生的工作，这是一种旨在将物理世界映射到虚拟环境中的技术策略。忠实地重建物理世界需要考虑声学。消声室可以帮助研究人员理解空间音频，即真实声音如何在给定空间中存在，以及你穿过它时声音如何变化。在更新之后，该房间将具有更好的定位能力，这将使研究人员能够了解如何在物联网应用中利用声音来定位物体。
在我参观库珀联盟消声室之前，Wilford 分享说，待在房间里“会重塑你的感官”。他越来越意识到现实世界中声音的特性。他可以闭上眼睛，在会议室里通过声音的变化来定位说话者的位置，以及他们是靠近还是远离。那些被他的大脑屏蔽的背景噪音突然变得明显起来。
当我走出曼哈顿下城的实验室时，我注意到金属电梯里人声的弹跳，以及空调的嗡嗡声在我转头时音调会略微变化。街道上嘈杂的背景噪音变得更加明亮、响亮、清晰。
