科学家们说，你可以消除噪音，但要让窗户开着

汽车警报器，风钻，醉酒争吵，7号列车从头顶驶过的隆隆声。这是一首光辉的城市交响乐，日夜涌入一座典型的纽约市公寓楼。

如果有技术可以消除令人不快的嘈杂声，比如你公寓里的一副巨型降噪耳机，那会怎么样？

新加坡的研究人员已经开发出一种装置，可以放在窗户里，将传入的声音降低10分贝。该系统是由一个科学家团队创建的，其中包括提出这个基本概念的西村雅治和新加坡南洋理工大学的研究员Bhan Lam。

“我在新加坡长大，”林博士在新加坡的公寓里接受Zoom采访时说。“这是一个噪音很大的小城市，所以我有一些动力来解决这个问题.”

他们的研究结果发表在周四的“科学报告”(Science Reports)上。原型还不是现实世界条件下最实用的设备，但它为技术的发展指明了方向，这些技术可能有助于缓解城市嘈杂生活的压力。

借鉴了降噪耳机中使用的相同技术原理，研究小组将概念扩展到适合整个房间，在一个窗口放置了24个小扬声器。扬声器发出与即将到来的球拍相对应的声波，并将其中和-或者至少是其中的一部分。

该系统基于声波的频率，目前，最佳范围在300至1000赫兹之间。

在赤道附近的新加坡，气温往往很高，交通系统重叠，现代高层公寓楼对自然通风的渴望可能会构成一个健康生活的难题。

林博士解释说，“在新加坡这样的地方，我们希望尽可能地打开窗户”，以减少碳密集型空调的使用，并防止积聚可能对某些人构成健康风险的陈腐空气。

但在窗户打开的情况下，城市交通、火车、头顶飞过的喷气式飞机和建筑设备发出的持续噪音可能会让公寓发出嘎嘎作响的声音。反噪音控制窗口，就像它所说的那样，相当于关闭一扇窗户。

对于任何声音，最好的减少方法就是从源头上减少，就像枪的消音器一样。因此，研究人员将窗户孔径本身视为噪声源，因为大多数噪音都是以这种方式进入房间的。

该系统使用窗外的麦克风来检测由计算机控制器记录的违规噪声源的重复声波。这反过来又破译了中和声音所需的适当波频率，声音被传输到窗框内侧的扬声器阵列。

然后扬声器发出适当的“反”波，抵消了到来的波，你就有了它：近乎幸福的寂静。

“如果你坐在房间里，你会有同样的感觉，就像你按下降噪耳机的开关一样，”林博士一边说，一边张开双手表示镇静效果。

该系统最能衰减在最佳频率范围内找到的稳定噪声源类型的可听爆炸声。

不幸的是，人类的声音并不在这个范围内。接下来的障碍之一将是找到一种方法，让对面大声的对话变得安静下来。

另一个限制是，该系统不善于中和零星的噪音，比如鞭炮、汽车喇叭，或者偶尔传来的金属店面百叶窗撕耳的撞击声--正是这种噪音驱使许多纽约人砰地关上窗户。

频率限制的一个原因是扬声器的大小。要抵消较低的频率，就需要更大的低音扬声器。但那会影响通风和你透过窗户看东西的能力。

这是一种权衡，一种解决方案可能是安装更大的窗户，或者找到一种方法让它与较小的扬声器一起工作。

事实上，这24个扬声器，每个直径约2英寸，有点美观上的障碍。

“我们收到的一个抱怨是它很难看，”林博士说。

但如果它能中和喷气式飞机从拉瓜迪亚13号跑道起飞的声音，那对耳朵来说就是(柔和的)音乐。