欢迎订阅我的频道，https://bit.ly/3tnM6wI ，佛系上新😊 隋富生 · 噪声并不是一件小事 中国科学院声学研究所 研究员 长期从事噪声与振动监测、故障诊断、控制研究，致力于低噪声优化设计和技术实现。基于工业AI的智慧运维和节能减排技术已在热电、煤化工、石油化工多个领域得到成功应用。 为啥我要爬到高铁列车上？因为这里有件比找不到对象更让人烦心的事 人生十大烦恼事活动中，噪声位居榜首，比工作不顺心、收入少……甚至找对象难等带来的烦恼更严重。 大家好，我是隋富生，来自中国科学院声学研究所，所以今天跟大家分享的一定是声学方面的知识。实际上，声学在大国重器里有很多应用，比方说我们声学所参与的“奋斗者”号下潜到海洋深处1万多米。在大洋深处，无线电波、电磁波、红外线、激光统统都衰减得非常快，只能靠水声信号来传递信息、进行通讯。 但是今天很特别，我要把话题聚焦在噪声上。为什么呢？因为噪声是大家现在特别关注的事情。我们通常讲有四大公害，即污水、大气污染、固危废还有噪声。在这四大公害里，目前在城市区域范围内，噪声的投诉现在居于首位。这说明我们都能感受到噪声对我们的影响，它其实无处不在，时时刻刻都有可能发生。 我记得是在2021年1月份，由虎扑、知乎跟微博三个网站联合举办了一个票选人生十大烦恼事的活动。你们猜猜哪一个位居榜首？我记得有801万网民投票，列于人生十大烦恼事之首的是噪声干扰或者说噪声扰民现象，它比工作不顺心、收入少、入托难、上学难，甚至找对象难等带来的烦恼更严重。所以说，噪声值得我们关注，也值得我们好好去研究。 那么说到噪声，噪声本身是一种声学现象。而声学研究的是声音的物理属性。从物理学家的角度来看，声音是一种波动现象，而且是一种弹性波。声音只能在介质里传播，在真空里是不能传播的。比方说，我现在讲话大家能听到，就是声音从我这里沿着空气传播到大家那儿。刚才我举的“奋斗者”号水下的例子，那是声音在水中传播，水也是一种弹性介质。 那么声音可不可以在固体里面传播呢？当然可以。举个简单例子，假如您住的是楼房，要是某一家装修，哪怕这楼房有二十多层、三十多层，即便你住在最高层，也能听到一楼冲击钻的声音，这就是声音沿着固体传播。所以说，声音是一种波，这种波一定得在介质里传播，像液体、气体、固体这些介质都是可以传播声音的。 那究竟什么是噪声呢？这就需要我们对声音做个大致的分类：比如有自然的声音，我们称之为天籁之音。像电闪雷鸣，鸡鸣狗吠。尤其鸟类是运用声音的高手，几乎每种鸟都会发出独特悦耳的声音。还有好多的声音是人造的，比方说乐器的乐音，像小提琴的声音、琵琶的声音，这些都是我们听到的人造的好听的声音。还有一种声音，大概你就不那么喜欢了，我们称之为噪声。 噪声从何而来 那么，我们怎么去分辨噪声呢？或者说区别的标准是什么呢？ 其实这个也很简单，我们自己从心理上和生理上就能做出很好的判断。比方说，任何一种声音，只要强度超过一定程度，你就会不由自主地捂上耳朵并远离它。也就是说，当一个声音的强度超出你的耳朵所能承受的程度时，它就是一种噪声，是一种不好听的声音。还有一种声音，是你心理上感觉不舒服，甚至会让你感觉到恶心。我举个最简单的例子，假如你在睡觉，一个蚊子在你耳边嗡嗡嗡地叫，我猜想你就会难以忍受。 不过，有时候对噪声的定义，就是我们认为不需要的声音，这是一种主观上的判断。我再举个例子，乐音是很美妙的，当你想休息的时候，有人在你身边弹钢琴，哪怕弹得再美妙，你也会觉得影响到休息了，这个时候乐声就是噪声。所以说，噪声我们可以理解成不需要的声音，这完全是出自于我们主观上对它的感受所发出的判断。 当然了，从客观上噪声也有一些判断的标准。一般来讲，我们分析听到的好听的声音，它的时频图通常是这样的，我给大家看一下。刚才大家听到的是一段非常美妙的曲子，下面这个图就是它的时频图。那什么叫时频图？其实就是沿着时间的长短，然后按照频率的分布，对声音进行一个分解所呈现出来的图像。 下面请你再听一段另外的声音。我已经把这种噪声调低了，假如是在工厂里听到这种金属切割的噪声会非常非常刺耳。从时频图里大家也能看到，上边音乐声音的时频图间隔均匀、频率范围丰富；但下边噪声的时频图则是杂乱无章的，从频率成分来看也比较混乱。所以说，好听的声音和不好听的声音不但我们耳朵能听到，其实眼睛也能看到它的频率的变化。 当你长时间暴露在超过90分贝的强噪声中，会造成不可逆转的听力损失。但其实噪声对人的危害绝不仅限于听力损失，它对我们的神经系统、循环系统、消化系统、内分泌系统都有全面而深入的影响。大家可能都会有这样的感受，有时听到不好的噪声，会心慌、难受、恶心，时间一长还会食欲不振。 在欧盟发布的2022年环境噪声报告里，统计了更准确、更详实的数据：在欧盟有650万人因噪声失眠，每年有12000人因噪声过早死亡，还有每年有12500名7岁到17岁的少年儿童因飞机噪声、公路噪声、建筑施工噪声等引起学习障碍。 既然噪声给人带来这么多的伤害与干扰，那么问题就来了：噪声是怎么来的呢？这是一个很自然的问题。 其实，噪声与人类文明的发展是不可分割的。今天我们拥有了这么多设备和机器，它们可以上天、入地、高速飞行，在给我们提供动力、带来便利的同时，也产生了一个我们不愿意要的东西——噪声。机器功率越大，噪声越强。总之，噪声是我们工业文明的副产品。所以在当今时代，如果我们想要一个宁静的环境，想要再去体会虫鸣鸟叫、鸡鸣狗吠，可能就必须要到一个远离城市喧嚣的地方，去享受自然环境的声音。 那我们能否控制工业文明带来的副产品呢？噪声控制这个话题也就应运而生，这也是我们声学所，特别是我所在的课题组长期做的工作。而且我们越来越发现，噪声控制是一个非常重要的领域。因为好多工业产品到最后竞争时，声学指标成了衡量其是不是能脱颖而出的重要标准之一。 速度与宁静的平衡艺术 比如拿我们日常出行离不开的高铁来说。这些年，我们一直为高铁降噪做技术研发和应用。 舱室噪声是影响高铁乘坐舒适性的重要指标。那么研究高铁的噪声该从哪个地方入手呢？首先要从噪声的测试开始。 记得2009年，武广线（现在京广线的一部分，当时先开通了南段）开通的时候，我们带领学生，跟好多厂家还有中国铁道科学研究院一起，在列车上进行了噪声方面的测试。那时高铁刚建成，噪声其实蛮大的。当时我们在车上布置了很多传感器，在车头、车尾以及车厢内部等不同位置都有布置。传感器的高度有的跟人耳朵的高度持平，还有的跟人坐着的高度一样。 那么通过这些传感器所获得的声音，我们就能知道舱室里面噪声是如何分布的，即噪声在两个车厢的连接处大还是在车厢的中间大。大家凭直觉可能就会感觉到，其实两个车厢的连接处声音会更大，而车厢的中部声音会小一些，毕竟好多声音是从车厢两边传来的。这是为什么呢？因为车厢两边下面有转向架和轮轨呀。 还有一点，我们会在车内进行声品质测试。什么是声品质呢？就是在一个声学环境里，我们不光要考虑噪声的强度会不会超过我们所能承受的阈值，还要考虑人们进行语言交流是不是清晰 👇🏽歡迎嘗試我頻道裡的其他影片👇🏽 通信：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pA3YNZg7Vd54gu9j-3lu9xW 人工智能：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pDbRLnJxM-PEfZ1W_s2nRDD 航天：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pAyFQasWXGZxmxOPksoswWO 宇宙：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pC_0V2bllUY0-byY89NHFX6 教育：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pDjQ_3XtuKkNEa1iT7i3wdZ 少年中国：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pDK84f6vdIZ4XsrIEI-Mr8e 植物：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pAuvffvEL-xSlMhT9K5SWfH 生物：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pBn7e2LFaAPUS11idLYouKM 心理：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pDxxCMFA_XtfzE78yIMZYI_ 医学：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pC5H2fLJqFB-h_weTvHaddl 生态：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pC5H2fLJqFB-h_weTvHaddl 环境：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pBvEcPpC36E6AOjPoK_BKka 药学：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pCixaMNMdGjnCcd8RLdr91s 数学：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pAXjBANV55Nt9hYG19KLT1N 物理：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pBNdoA2y7-RW5jfRnxXdtQ5 化学：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pAew_hXCBptVsjcg6teWJlg 艺术：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pDHAhKsuy4dIHb5g_ethAzw 摄影：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pC7yr0V9nIzhMf_nNK2rLys 传媒：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pAM2Z-BDaoi3BLFySYqc4BW 考古：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pBOSQ8G2F-lrNwfYDqjF2GY 恐龙：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pBXkbu-DKCpnuJrr-xUSE4t 地震：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pCeAVPX8_-YaWSQIkHWkPWe 诺贝尔奖：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pAIi1rM6DhUcReUpkEd7pbU 工程：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pBucKmv2hF3pa97N6qKJQrr 音乐：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pBzbhvnowIN6CjKwxZr60HO 建筑：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pA4r-cnJjNLjJ68ZWt0d-lO 能源：https://youtube.com/playlist?list=PLB9Z6EK7D1pBSdQw87Lr6gWrzlIvu2huc #中科院 #格致论道 #科学 #科普 #知识 #知识科普 #格致論道 #科學 #知識 #知識科普 #教育 #self