在现代城市地区，人类活动产生的噪音无处不在：吵闹的邻居、建筑工地、高速公路、火车、飞机等等。这不仅仅是一种滋扰，它还很危险。 欧洲环境署的一份报告，其研究发现，欧洲大陆有1.25亿人生活在噪音环境中，并警告称欧洲每年有1万例与噪音相关的过早死亡。为何针对噪音的应对措施仍然不足？为何宁静似乎成了只有少数特权群体才负担得起的奢侈品？
造成这种情况的主要原因在于，直到现在，人们能做的事情非常有限：噪音以声波形式传播，很容易穿透墙壁。阻隔噪音历来需要厚重或笨重的墙体。这一规律由所谓的“质量密度定律”决定，该定律适用于任何隔音机制，其依据是体积、质量和摩擦。图1显示了有效阻隔噪音（例如将噪音水平降低40分贝）所需的墙体单位面积重量与声音频率之间的关系。在人耳最为敏感的100赫兹至1500赫兹频率范围内，单层砖墙可阻隔350赫兹以上的噪音，一英寸石膏板则可阻隔500赫兹以上的噪音。要阻隔100赫兹的噪音，现有技术需要约相当于八层砖的重量。
图1： 阻隔噪音所需墙体的单位面积重量与声音频率的关系
在香港等人口密度极高的城市，由于居住空间成本高昂，一英寸石膏板常被用作隔断墙。因此，噪音——尤其是由人类脚步声、音乐、高速公路上的重型车辆、火车、通风系统、建筑施工、工厂和发电厂产生的低频噪音——正逐渐侵蚀生活和工作在噪音污染环境中的人们的福祉。
自2000年首次提出 局域共振声学超材料 以来，我们已建立了一个噪音与振动抑制技术平台。我们目前正处于大规模商业化的边缘，这些产品因重量轻、结构紧凑、效率高且价格实惠，有望从根本上改变噪音抑制行业。超材料的主要功能组件是装饰膜共振器（DMR）。它们有简单和较复杂两种形式。借助后者，我们可以制造 低透射、 低反射 的面板或结构振动阻尼器。
对于生活在嘈杂城市环境中的人们而言，噪音屏蔽板可能是最具相关性的产品。其厚度仅1厘米，比单层砖墙轻得多，可安装在家庭或酒店的现有墙体上。由于墙体本身已能较好地阻隔高频噪音，这类屏蔽板则旨在阻隔低频噪音。与现有墙体结合使用时，它们可在100至1500赫兹的整个频段内帮助降低40分贝以上的噪音。
另一款有助于应对噪音污染问题的产品是一种独立式面板，其设计旨在模拟人耳听觉曲线，并提供35分贝或以上的A计权平均传声损失。这些柔性噪音屏蔽材料可像窗帘一样卷起和放下，可用于遮挡建筑工地上嘈杂的发电机和空气压缩机，为夜间作业的嘈杂地铁维修队搭建帐篷，以及用作建筑工地的窗帘。
在大多数城市环境中，噪音难以避免。但得益于技术进步，人们如今拥有可行、实用且经济实惠的解决方案，以应对噪音污染最严重的问题。
作者：Yang Zhiyu，香港科技大学教授。
图片：2012年8月28日，海湾航空的一架喷气式客机飞越房屋上空，降落在伦敦西部的希思罗机场。REUTERS/Stefan Wermuth
