古人在《聲類》一書中，對“噪”字的解釋為“群呼煩擾也”，噪聲就是一種使人“煩擾”的聲音，兩千年前古代對噪聲的這種記載說明當(dāng)時只是有人喧嘩而成為煩擾人的噪聲，傳承中文“望字生義”的文字結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)，“噪”字的構(gòu)字主體就是由人形框架上的許多個“口”組成。在研究、學(xué)習(xí)噪聲和噪聲控制之前，了解以下問題是十分有益的。
　　1. 聲音是什么
　　“如果森林里有一棵樹倒下來，可是當(dāng)時旁邊一個人也沒有，沒有人聽見這棵樹倒下來的聲音，這是否能說明聲音的存在呢?”18世紀(jì)時，這還是一個難題(同樣的例子也有很多，例如閃電與雷鳴)。對這個問題的回答，肯定的和否定的同樣都行。沒有唯一答案的原因在于“聲音”這個詞具有雙重的意義。因此，要解開18世紀(jì)的這個謎，就得事先說明，究竟該把什么東西看作是聲音，是把物理現(xiàn)象(空氣中振動的傳播)還是把聽者的感覺看作是聲音。就實質(zhì)而言，前者是因，后者是果�！奥曇簟备拍畹牡谝粋�定義是客觀的，第二個定義是主觀的。
　　然而，不論從什么角度去研究聲音，就是說，不論從客觀的角度還是從主觀的角度，不論是從物理的觀點還是從生理的觀點去研究，聲音都具有能量。在前一種情況下，聲音是像河流一樣的能流。聲音能夠改變它所經(jīng)過的介質(zhì)，同時本身也為介質(zhì)所改變。在后一種情況下，把聲音理解為由于聲波的作用使聽者產(chǎn)生的感覺(經(jīng)過聽覺器官到大腦)。這種聲音具有能的各種形式(因而也有從室內(nèi)聲能分布的規(guī)律來研究室內(nèi)聲場的可能)。人們依靠這種聲音可以辨認(rèn)出周圍肉眼所不能覺察的許多嶄新的性質(zhì)。一個人聽到聲音之后，可以感到高興或者感到恐懼，比如說，聽見孩子的笑聲會感到高興，聽見狼嗥則感到恐懼。我們所說的音樂是一種復(fù)雜聲音的復(fù)合體，它能引起我們感情的千變?nèi)f化。聲音又是作為人類社會主要交際工具的言語基礎(chǔ)，聲音對人的生理、心理干預(yù)實在太強烈了，指出這一點是很重要的。此外，還有一種特殊形式的聲音，即噪聲。很多人聚集在一起時，噪聲特別大(“群呼煩擾也”)； 噪聲能引起各種痛苦的感覺，在極端的情況下，甚至能對聽覺造成不可挽回的損傷。從主觀感覺的觀點分析聲音要比對聲音作客觀的評價來得復(fù)雜。
　　一般認(rèn)為，人類認(rèn)識聲音自語言開始。大約公元前200年，秦朝李斯的《倉頡篇》中聲字寫作“謦”，意為聲從言，聲是與語言有關(guān)的； 同時也有寫作“聲”的，即聲從耳，聲是耳朵聽到的，并逐漸通行了。這是古人對聲音認(rèn)識最直接的表述。到宋代關(guān)于聲的知識和分類有了進一步的發(fā)展： 聲是一般聲音的總名，有規(guī)律的叫作“音”(樂音)，音組織起來則成“樂”，擾人的聲是“噪”，人耳聽到的則叫“響”。溫馨的環(huán)境離不開聲音的柔諧和聲調(diào)的香韻。在古代，我國另一個受到重視的問題是共振現(xiàn)象，在歐洲卻討論不多。原因可能是共振和我國古代“天人相應(yīng)”的哲學(xué)思想符合，共振稱為“應(yīng)”聲。
　　2. 聲學(xué)理論的研究方法
　　聲學(xué)是研究聲波的產(chǎn)生、傳播、接收和效應(yīng)的科學(xué)。聲學(xué)理論問題的來源主要是自然現(xiàn)象或?qū)嶒灲Y(jié)果。只有深入探討其物理因素和機理，進行物理分析，尋求最佳措施，經(jīng)過數(shù)學(xué)處理，才能完成理論。物理措施和理論本身越簡單越容易掌握，也越容易運用和推廣。不僅如此，只有這樣的理論才真實反映事物的本質(zhì)和核心。因此，中間物理分析步驟非常重要，最后結(jié)果決定于此，須特別注意。結(jié)果必須正確，但不可避免存在些許誤差。一般聲學(xué)計算和測量多準(zhǔn)確到1dB(10％)，所以理論有些小誤差并不礙事，只是在特殊情況下，才要求更為嚴(yán)格�？扇菰S的誤差范圍必須明確。聲學(xué)是應(yīng)用學(xué)科，理論要用以預(yù)計實驗結(jié)果，所以必須定量，只說明其存在是不夠的，這是與純粹學(xué)科的不同之處。在只知道聲波可傳播到遠(yuǎn)方時，牛頓用物理分析方法于1687年推導(dǎo)出聲波的傳播速度，求出聲波的傳播速度等于壓力與密度之比的二次方根，方法非常巧妙，當(dāng)時的大科學(xué)家沒有一人看得懂他的推導(dǎo)，但都認(rèn)為結(jié)果是有誤的，因為算出的聲速288m／s與當(dāng)時的測量值332m／s(與現(xiàn)在的準(zhǔn)確值差不多)有顯著差別。到1749年歐拉看懂了牛頓的推導(dǎo)，并用更簡單明了的推論導(dǎo)出牛頓公式，這時已經(jīng)過了60年。又過了60年，拉普拉斯推論聲波的變化應(yīng)是絕熱過程，壓力應(yīng)乘以比熱比γ，聲速公式c=(γp0/ρ0)1/2才完全符合實際。這說明物理分析與推論是理論發(fā)展所必需的，也說明數(shù)值正確的重要性。事實上，數(shù)值正確也需要物理分析。
　　3. 聲學(xué)中的數(shù)學(xué)方法
　　在理論的推導(dǎo)和表達以及實驗數(shù)據(jù)的處理中，數(shù)學(xué)是必需的。但是聲學(xué)研究是把數(shù)學(xué)作為工具，而不是研究數(shù)學(xué)本身。聲學(xué)理論要求其中數(shù)學(xué)簡單、正確，數(shù)學(xué)不甚嚴(yán)格，無傷大雅。一般物理學(xué)家相信，自然規(guī)律都像引力、電磁力等那樣是一次方、二次方等的冪數(shù)關(guān)系，而且冪數(shù)都是整數(shù)，有人說“上帝只創(chuàng)造了整數(shù)”，聲學(xué)當(dāng)然也不例外。但實際上，復(fù)雜關(guān)系不可避免，即使理論結(jié)果是復(fù)雜函數(shù)，聲學(xué)家也常設(shè)法將其近似為簡單解析式，雖然稍有誤差(5％左右)，但便于理解、掌握和運用。穿孔板聲阻抗理論的發(fā)展即是如此。在實驗數(shù)據(jù)處理中，取得簡單規(guī)律也需要物理分析。
賽賓混響時間公式是20世紀(jì)第一個應(yīng)用聲學(xué)公式，哈佛大學(xué)的賽賓(W.C.Sabine)經(jīng)過物理分析得知混響時間與吸聲材料的面積(吸聲量)有關(guān)，為得到這個公式竟花了他5年的時間(白天教書，晚上實驗、計算)!事實上，他工作3年后已獲得非常豐富的實驗數(shù)據(jù)，可是整理這些數(shù)據(jù)，總也得不到規(guī)律。直到后來，他發(fā)現(xiàn)要把房間原有的吸聲量計算在內(nèi)，這才得到混響時間與吸聲量成反比的關(guān)系，歡喜得大叫“Eureka”(希臘文： 我找到了)，和古希臘時代阿基米德發(fā)現(xiàn)王冠內(nèi)的含金量一樣高興! 現(xiàn)在國際聲學(xué)界的最高獎“賽賓獎”就是以賽賓的姓氏命名的。
　　在這里，賽賓對室內(nèi)聲場運用了開創(chuàng)性的統(tǒng)計聲學(xué)的分析方法。在一定條件(大空間或頻率較高)下，統(tǒng)計聲學(xué)以室內(nèi)聲能分布關(guān)系的統(tǒng)計性為基礎(chǔ)，而可以不再考慮聲的波動性，從而避免了去解復(fù)雜的由大量室內(nèi)簡正波組合的波動方程。室內(nèi)聲場的統(tǒng)計聲學(xué)分析方法雖然不如基于波動理論的物理聲學(xué)方法嚴(yán)格，也不如它能充分揭示室內(nèi)聲場的本質(zhì)，但在解決室內(nèi)聲場的實際問題中既簡單又有效，而這正符合聲學(xué)研究方法的理念。
　　聲學(xué)常數(shù)在定量和數(shù)學(xué)處理中是重要因素，在一般使用時，比較簡單的近似值更為有用，哲學(xué)家言“與其忘掉準(zhǔn)確值，不如牢記近似值”。許多論著中使用的是ICAO（International Civil Aviation Organization，國際民用航空組織）標(biāo)準(zhǔn)大氣的近似值，基礎(chǔ)是大氣壓1atm=105Pa，重力加速度g=9.8m／s2，溫度15℃； 聲速通常取340m/s，而空氣中的特性阻抗常取400Pa·s/m等。這些值與標(biāo)準(zhǔn)值相差有限，但容易記、容易使用。
　　聲波的各種量可用復(fù)數(shù)表示法。復(fù)數(shù)用于聲學(xué)使其計算和測試大為簡化，使聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)分析成為可能，特別是對于以平面聲波為基礎(chǔ)的聲學(xué)現(xiàn)象。
　　聽覺特性和以聽覺為基礎(chǔ)的聲學(xué)量表達方法和測量方法與其他物理領(lǐng)域有所不同。因為人對聲音的感受有很大的主觀性，使主觀感覺可以用客觀方法計算、測量，這是聲學(xué)工作的一大創(chuàng)造，在與聽覺有關(guān)的聲學(xué)問題(語言、噪聲、音樂等)中都很重要。
　　類比法是聲學(xué)研究的一個便捷有效的方法，動態(tài)類比是聲學(xué)系統(tǒng)和力學(xué)系統(tǒng)、電學(xué)系統(tǒng)統(tǒng)一的問題。三者本質(zhì)不同，但其微分方程完全相同，因而比較成熟的電學(xué)網(wǎng)絡(luò)中的概念、處理方法和理論完全可以移植于聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)和力學(xué)網(wǎng)絡(luò)，可以直接類比到微分方程的解。在某種意義下，動態(tài)類比是物理世界甚至是整個世界統(tǒng)一的表現(xiàn)。同時，電學(xué)中的阻抗概念和對電能傳播的影響在聲學(xué)中同樣類比有效，為解釋聲傳播控制提供了理論依據(jù)。
　　電聲的關(guān)系不僅僅是類同，許多電聲儀器是可逆的，聲場是互易的，因而電聲系統(tǒng)也是互易的。根據(jù)互易原理，電聲儀器的校準(zhǔn)是絕對校準(zhǔn)，無須與一個“基準(zhǔn)”去比較，這也是聲學(xué)的一大特點，其他學(xué)科是沒有的。所以電子學(xué)的進步也會帶動聲學(xué)的發(fā)展。
　　4. 學(xué)習(xí)本課程的建議
　�。�1） 培養(yǎng)聲學(xué)興趣
　　本課程作為環(huán)境工程的一門專業(yè)課，與“三廢”污染治理課程相比，往往容易被輕視，因此如何使師生都來重視這門課程是本課程教學(xué)的基礎(chǔ)。
　　愛因斯坦有句名言： 興趣是最好的老師。環(huán)境中的聲音幾乎無處不在，它們包含了諸如音、樂、噪、響等豐富多彩的音質(zhì)，聲音的感覺器官——耳朵——天天掛靠在我們的腦袋（中央處理器）上，人耳對聲音的感知頻率和感受比其他感覺器官更為強烈，不同的聲音可以引發(fā)人們喜、怒、哀、樂、驚、躁等不同的心理感覺。在各種各樣的聲音和聲學(xué)現(xiàn)象的背后，聲學(xué)原理的探究自然會引起人們的興趣，這種興趣正是學(xué)習(xí)本課程的強大動力。激發(fā)起學(xué)生對聲音和聲學(xué)現(xiàn)象探究的濃厚興趣，可以說是學(xué)好本課程的關(guān)鍵一步。
　�。�2） 明確學(xué)習(xí)要求
　　對于環(huán)境工程或勞動保護專業(yè)的學(xué)生，聲學(xué)并不一定是必修的課程，他們僅在《大學(xué)物理》這類基礎(chǔ)課中接觸到有限的聲學(xué)基礎(chǔ)知識。要學(xué)生在本課程中全面深入地研究聲學(xué)理論是不可能的，這在課時上根本不允許； 要學(xué)生大量地運用物理分析的數(shù)學(xué)方法，也是不現(xiàn)實的，畢竟講授的是噪聲控制學(xué)而不是數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)推導(dǎo)和分析在本課程中要簡潔明了，重在數(shù)學(xué)結(jié)論和物理意義解析及實際應(yīng)用上，最終要求學(xué)生能正確地運用這些結(jié)論來分析、解決環(huán)境噪聲污染的實際問題。
　�。�3） 培養(yǎng)思維能力
　　本課程屬于物理學(xué)范疇，所以也具有邏輯推理嚴(yán)密、推導(dǎo)思路清晰、理論與實際聯(lián)系緊密等特點，它在分析、歸納和解決問題時的思維模式與途徑具有普遍意義和類比性。在學(xué)習(xí)本課程的過程中，培養(yǎng)學(xué)生這種思維能力是本課程教學(xué)的根本目標(biāo)，它是培養(yǎng)學(xué)生開拓、創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，也是讓學(xué)生終生受用的財富。
　　5. 關(guān)于本書
　　環(huán)境噪聲控制工程是環(huán)境工程專業(yè)和勞動保護專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，是物理聲學(xué)的一個重要分支，也是一門涉及物理學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、建筑學(xué)、機械及化工等多學(xué)科交叉的綜合性、邊緣性工程類學(xué)科。
　　本書在介紹聲學(xué)物理基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)而又概括地闡述了噪聲控制的原理、方法和有關(guān)工程設(shè)計計算問題。以常用的、成熟的控制技術(shù)為支撐，不拘泥于繁雜的數(shù)學(xué)過程，但注重物理分析、對物理數(shù)學(xué)結(jié)果的清晰解析與正確運用，尤其注重學(xué)習(xí)思維的完整性和對聲學(xué)理論與結(jié)果的分析解讀，重點在于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題、工程設(shè)計以及思維與自我獲取知識的能力，從而在有限的學(xué)時數(shù)內(nèi)獲得最大的教學(xué)效果。
　　本書的解題方法中，引入了關(guān)鍵參數(shù)的概念。所謂關(guān)鍵參數(shù)是指一些聯(lián)系聲學(xué)參數(shù)和幾何參數(shù)的物理量,這些物理量在解題過程中處于關(guān)鍵性的環(huán)節(jié),關(guān)鍵參數(shù)的把握有利于建立正確的解題思路。
　　考慮到噪聲控制工程設(shè)計、聲環(huán)境影響評價、環(huán)境監(jiān)測與管理人員的需要，書中編列了噪聲的標(biāo)準(zhǔn)和測量以及環(huán)境噪聲影響預(yù)測評價等章節(jié)和一些常用的數(shù)據(jù)、圖表曲線等資料。
　　本書中前后章節(jié)雖相互聯(lián)系，但又具有相對獨立性，可以根據(jù)教學(xué)層次和時數(shù)安排適當(dāng)取舍。有條件的教學(xué)單位還可以開展一些聲學(xué)實驗和課程設(shè)計等實踐活動。
　　本書每章編寫時都首先有一個導(dǎo)讀性質(zhì)的本章提要（第2章每節(jié)還有本節(jié)提要），主要介紹本章（節(jié)）的教學(xué)目標(biāo)、講授思路、重點難點等。本書正文中關(guān)于噪聲控制技術(shù)章節(jié)內(nèi)容的表達是講義式的： 根據(jù)講授思路，對重要知識點進行排列，這種排列是按電影語言蒙太奇的方式進行鏈接的，以非文字式的語言來表達教學(xué)思路，不僅簡潔明了，又是一種潛在的引導(dǎo)，也有利于教師制作多媒體課件。正文后視章（節(jié)）內(nèi)容和需要有本章小結(jié)或本節(jié)小結(jié)，歸納總結(jié)該章（節(jié)）中重要的概念、結(jié)論與對它們的解讀、分析及由此而延伸出的其他要點，是該章（節(jié)）的精華與濃縮及某種程度的延伸，也便于記憶與應(yīng)用。每章（節(jié)）中的例題、思考題和實例圍繞重點內(nèi)容展開，具有一定的實用性和示范性。每章（節(jié)）之后的作業(yè)、習(xí)題，又可分為思考型、習(xí)題練習(xí)型及實踐作業(yè)型，可以分層次幫助和考查學(xué)生對該章（節(jié)）內(nèi)容的掌握程度。本書提供的習(xí)題數(shù)量較多，主要是對同類型問題給出了不同難度的習(xí)題，可根據(jù)教學(xué)需要適當(dāng)選用，也可從中選擇測驗題、考試題，能夠滿足從大專到一本各層次教學(xué)的需要。一些思考題及課堂練習(xí)題直接附在相應(yīng)的正文之后，以加深和檢驗對相關(guān)知識點的理解程度。
　　書中引用了許多作者與聲學(xué)前輩的論著、手冊等，詳細(xì)的引用情況在參考文獻中列出，在此，向他們表示敬意和感謝。
　　參與本書編寫的人員有： 賀啟環(huán)(第1～7章)，趙仁興和廉靜(第9章),喬維川(第8、10章)。全書由賀啟環(huán)統(tǒng)稿。
　　由于編者水平和時間有限，書中難免存在錯誤和不足之處，切望專家、讀者及廣大師生批評指正。

　　編者
　　2010年11月