為了迎接110周年校慶，日前，南京大學同時在鼓樓、仙林、浦口三個校區舉辦校園開放日。向來閉門謝客的神秘實驗室成為參觀最熱點，吸引了不少市民看稀奇，尤其是那個神奇的“消聲室”，把孩子和大人都吸引住了，他們非常好奇現場體驗消音的過程。
擊掌說話沒有任何回聲，走動時衣褲摩擦的聲音卻前所未有的清晰，在不說不動的情況下，這裡安靜的似乎能聽到自己血液流淌的聲音……
對於第一次進入消聲室的人來說，這裡面實在是太不習慣了，和外界的聽覺感觸完全不一樣。在這種極度安靜的環境下，再鎮定的人，都會感到孤獨和輕微的恐懼。那麼，消聲室到底是一個什麼樣的房間？消聲室能幹啥？它是怎樣將聲音吸收和屏蔽掉？
神奇實驗
走進消聲室，靜得可以聽見自己的心跳聲
清晨，南大鼓樓校區聲學實驗室門口排起長長的隊伍，大家慕名前來感受消聲室，隊伍中有中小學生、家長，也有頭髮花白的老人。隊伍中的孩子們早就迫不及待了，工作人員神秘地說：“等下你們進去會發現，很可怕的，外面的聲音一點也聽不到的。”
到底有多靜？
拉開一扇厚重的門，屋內四周全都是綠色的，牆壁上、天花板上、地板上，布滿了一個個三角形的小“玻璃片”，而且尖角處正對着你。關上門，四周一片靜謐，靜得可以聽見自己“撲通撲通”的心跳聲，孩子們“嚇”得誰也不敢發出聲音。原來，外界的噪音已被牆壁上兩米多厚的吸聲材料完全隔絕。更驚險的是，大家並沒有站在地面上，而是踩在懸在半空中的鋼絲網上，距地面有一兩米，走在上面，晃晃悠悠的，稍一用力，整個人會彈起來。
一位老師神秘地說：“歡迎來到消聲室，大家的周邊都是消聲材料，加上一些特殊結構，只要你一出聲，聲音立刻就被吸收走了，它就像是聲音黑洞，不管什麼聲音，都被吸走了。”一個男生好奇得吼了一聲，沒有回聲，又大聲吼了一句依然沒有回聲。
“太神奇了。”
老師介紹，這間消聲室建於上世紀50年代，當時造價幾十萬，是亞洲最大的消聲室。雖然60年過去了，但實驗室內玻璃纖維的消聲效果一點都沒折損。
當消聲室的門再次打開時，門外嘈雜聲一下鑽進來，感覺像從外太空回到地球了。
三個疑問
消聲室的材料哪裡來？
聲音都到哪裡去了？是什麼神奇材料將聲音吸收的一乾二淨？
多年從事消聲室研發的北京科奧克聲學專家茹履京告訴科技日報記者，消聲室又叫“消音室”、“無響室”，就是一間沒有聲波反射的房間。他說：“通常情況下，聲音遇到牆壁會發生反射，而消聲室內幾乎沒有聲能的反射。”
消聲室的消音材料是什麼做成的？茹履京說：“消聲室所用的吸聲材料,要求吸聲係數大於0.99。一般使用漸變吸收層，常用尖劈或圓錐結構，多以超細玻璃棉作吸聲材料，也有用吸聲泡沫的，這種材料類似洗澡的泡沫球。”
南京大學聲學研究所博士陶建成介紹，消聲室於1963年建成，大躍進期間，由於難以找到合適的消音材料，就把玻璃熔化拉成絲做消音材料的替代品，當時，教授們在工廠做了1000多次試驗,才把消音材料做好。
“玻璃纖維製成的吸聲尖劈，當聲音從四面八方傳來，經過尖劈，75赫茲以上的聲音能夠吸收99.9%。”陶建成介紹，機場起飛時的噪音能達到140分貝，人們面對面說話時的聲音有三四十分貝，街上的噪音有七八十分貝，而聲音經過這些吸音功能強大的尖劈，將降低1000倍。
一般消聲室的建築造型幾乎不用球狀、柱狀或圓弧面的形狀。因為如果吸聲結構的吸聲係數完全大於0.99，則殼體形狀的影響不大；但在吸聲係數甚低於0.99的情況，則大的凹面會產生聚焦的聲缺陷，完全不可能獲得近似的自由聲場。
消聲室能幹啥？
這個神秘的消聲室到底有什麼用？陶建成表示，消聲室的奧妙主要在於對聲音進行測量和分析，並在此基礎上研究消音設備、控制噪音。
“與我們百姓生活相關的冰箱、洗衣機、電視、微波爐等家用電器都是在經過消聲室的測定合格后，才走進家庭的。”茹履京說。
“我們可以在消聲室里放一個麥克風，給馬達通電後進行錄音，然後把這些綠色的尖劈拿下來到駐波管中分析，測量聲音係數。例如現在靠近居民區的一些大變電站，噪音大，居民投訴很多，現在我們正在研製一種有源聲音屏障系統，在變電站、高速公路等一些高噪音的環境中安裝一些消音原件，降低噪音。”陶建成說，高樓大廈里的辦公間全是封閉式的，不通風、不透氣，一旦打開窗戶，噪音也很大，將來也可以通過安裝消音原件達到消除噪音的效果。
陶建成介紹，與消聲室一牆之隔的是混聲室。實驗室中央有一個類似梭子型的大型渦輪機，其功能在於讓聲音充斥在房間的每個角落。“聲音發出后，為了不讓牆壁吸收聲音，渦輪機將快速轉動，把聲音全部反射出來，攪得聲音在屋子裡打轉。”陶建成說，混聲室主要在於測量材料的吸聲係數，例如劇院、歌舞廳的地毯、外牆等吸聲材料到底能有多高的吸音能力，都可以在這裡檢測出來。
陶建成表示，人在各種環境下對聲音的感知是不同的，由於消聲室的消聲效果非常好，人如果長期處在這樣的環境下，會產生心理壓力，將有煩躁、不安等表現。
消聲室怎麼消音？
為防止地面震動的聲音傳進來，全消聲室做成了上下懸空的雙面房間結構。茹履京告訴記者：“六個面全鋪有消聲材料的是全消聲室，在全消聲室中進行試驗和產品測定時，被測試的對象或聲源等置於中央的尼龍絲網或鋼絲網上，由於此類網能承受的重量有限，故只能測試重量輕、體積小的聲源等。比如測定喇叭、音響之類的產品。但在消聲室中佔大多數的、應用廣泛的還是半消聲室。”
由於實際需要，自70年代起發展了一種稱為半消聲室的聲學實驗室。半消聲室除要求地面為硬質剛性反射面外，其餘與消聲室相同。當聲源或接收器置於地面上時，聲源和接收器之間只有直達聲而沒有反射聲，故在地面上的半空間中有同消聲室中那樣的自由場。半消聲室的優點是由於地面是硬的，能承受較大的重量，適宜測量如車輛、大型機器、設備等的噪聲功率，使用方便，造價比消聲室低廉；缺點是當聲源的等效聲中心或接收器高出地面較多時，聲反射的影響使聲場嚴重偏離自由場，這種現象在頻率高時更為顯著，因此半消聲室存在有高頻限。
茹履京說，對於機器輻射噪聲功率的測試，一般測點都要在設備的四周空間布置，所以多為設計成方形或長方形的半消聲室。其長寬和高度均可估算，即按有關測試標準所要求的測量距離、測量位置、允許與自由聲場的偏差，來確定邊長及高度的尺寸，當然會適當留有餘地，還要考慮今後可能有的設備大小。
延伸閱讀
奧菲爾德消聲實驗室使你產生幻覺
在美國有一間非常安靜的房間，幾乎沒人能在裡面呆上一會兒。迄今為止有人在南明尼阿波利斯奧菲爾德實驗室(Orfield Laboratories)的“消聲室”呆的最長時間只有45分鐘。這裡99.99%的聲音都被吸收掉，在這裡呆的時間太長可能就會令你產生幻覺。
這個消聲室藉助厚3.3英尺(1.01米)的玻璃纖維吸聲尖劈、雙層絕緣鋼牆和1英尺(30.48厘米)厚的混凝土達到這種超級安靜的效果。該公司的創始人兼總裁史蒂文-奧菲爾德說：“我們邀請人們坐在這個黑暗的消聲室里，一名記者在裡面呆了45分鐘。當周圍陷入一片沉寂時，耳朵會很快適應周圍環境。房間越安靜，你聽到的就越多。你將會聽到自己的心跳聲，有時甚至能夠聽到肺部發出的聲音，聽到胃裡發出的咕嚕聲。在消聲室里你變成了一個聲源。”他表示，這是一次令人困惑的經歷，必須靜靜地坐着才能度過，這令人惶恐不安。
