饼干大小音乐厅 - 彭博社

想象一下：你的下一个立体声音响系统没有大而笨重的扬声器。相反，它有一对银色的圆盘，每个圆盘的大小和奥利奥饼干差不多，上面覆盖着十几个圆形水晶。这些奇特的结构类似于在手表中保持时间的压电石英晶体，可以从空气中提取音乐音符——而且声音的效果将比价值数千美元的扬声器更好。

这种被称为超声波声音的声音再现的激进变革，可能是自1925年现代扬声器构思以来最大的突破。它的发明者埃尔伍德·G·“伍迪”·诺里斯已经申请了三项专利，并且还有五项申请正在进行中。他认为他的水晶扬声器可以取代从助听器和个人电脑到电影院音响系统的普通扬声器。

一些高端立体声设备制造商表示同意。卡佛公司研发副总裁詹姆斯·J·克罗夫特说：“如果这项技术没有任何隐藏的缺陷，它将会在一夜之间取代普通扬声器。”他的公司位于华盛顿州林伍德，正在与诺里斯的美国技术公司在加利福尼亚州波威进行谈判。卡佛希望在明年秋季推出一款“无扬声器”音频系统。

塔尔蒂尼音调。现有的电机械扬声器使用电信号来振动一个薄膜，从而产生向四面八方传播的声波。诺里斯的水晶以数千倍的速度脉动，发出一对超声波，频率远超人类或动物的听觉范围。但是，当超声波相互作用时，它们会产生第三种声波——而且可以被听到。这种魔力基于一个现象，最早由18世纪意大利作曲家朱塞佩·塔尔蒂尼描述：每当同时响起两个不同的音符时，就会产生所谓的塔尔蒂尼音调，其频率正好是两个原始声音之间的差值。

由于超声波沿着紧密的路径传播，晶体也可以产生惊人的特殊效果——通过将选定的声音投射到特定位置。诺里斯将这一原理比作聚光灯：如果它没有照向你，你就看不到它的光，直到光束击中某物。类似地，喷气式飞机的“点声”可以瞄准电影院的天花板并在其上方传播。“今天的扬声器将声音传播到各处，”诺里斯说。“这个扬声器只将声音放在你想要的地方。”

更重要的是，它还避免了家庭立体声中的不必要反射。使用普通扬声器时，音乐会受到从扬声器后面的墙壁反弹回来的回声的影响。这些回声在直接信号之后一瞬间到达你的耳朵，并“模糊”了声音。消除这些缺陷，使扬声器能够匹配数字音频的保真度，是诺里斯发明的动机。自1980年代紧凑型光盘问世以来，音频录音中的失真几乎被消除。今天，高保真的最薄弱环节是扬声器。

节省空间。任何传统扬声器都很难重现人类听觉的整个频谱，这个频谱从20赫兹（每秒周期）深沉的低音延伸到尖锐的20,000赫兹音调。能够产生丰富低音的扬声器材料无法准确处理高音。因此，扬声器箱通常容纳两个或更多扬声器，每个扬声器专注于狭窄的音调范围。

现在，所有这些复杂性都被抛到了一边。诺里斯的小型超声波扬声器不受人类听觉范围的困扰，因为它们在一个不同的领域工作——超声波。其中一个产生可听声音的超声波信号是恒定的200,000赫兹频率。它与一个频率从200,020赫兹到220,000赫兹变化的第二个信号混合。将一个信号减去另一个信号，得到的塔尔蒂尼音调涵盖了可听范围。

诺里斯并不是第一个试图利用塔尔蒂尼效应的人。但其他人使用了双传感器，并试图通过交叉光束来产生塔尔蒂尼音。这被证明是非常低效的。“如果你依赖空气中的声学事件，它是如此偶然，以至于效果是可观察的，但毫无用处，”诺里斯断言。他的解决方案是：电子混合这两种波。生成的复合信号被送入一组晶体，充满整个房间的音乐。

虽然卡弗可能是第一个将这一概念推向市场的人，但美国科技公司已经在与其他公司讨论将其应用于计算机和汽车。这两个行业面临着类似的问题：他们想要良好的音质，但扬声器的空间非常有限。此外，汽车制造商对使用该技术进行所谓的主动噪声消除感兴趣——在这种情况下，“反声”系统监听发动机噪音，并用镜像声音将其消除。前广播工程师、现任市场研究公司In-Stat Inc.分析师的理查德·N·莱希宁表示：“这个原理似乎是合理的，应用似乎是无穷无尽的。”

如果超声波声音兑现其提供更便宜且更好的扬声器的承诺，录音工程师应该注意。“现在，你听到的任何失真都将来自于录音过程本身，”卡弗的克罗夫特说。也许伍迪·诺里斯需要发明一种新的麦克风。