在大家的意識中，聲音可能是我們聽到的一種「東西」。但通過物理學習我們可以知道，聲音是一種波，聲波正是振動在物質中傳播的形式。波長越短，音高越高。而我們所說的聲音的音量就取決於壓力波的振幅。
波在向一個方向移動，同時每個獨立的粒子也都在來回移動，聲音是一種在正常壓強周圍上下波動的壓力波，而不是彎曲的蛇形波。（圖片來源：英國南安普頓大學噪聲與振動研究所）
高低音的音量相同時，較大的聲音在高低壓之間的振蕩更加劇烈，即更大的聲音比安靜的聲音的有著更高的高壓和更低的低壓。對於地球表面空氣中的聲音，高低壓的平均值就是我們正常的大氣壓——稱作1個大氣壓。
所以，聲波可能由一個1.0001的高壓分量和0.9999的低壓分量組成，比之更高的聲音可能是由1.01的高壓和0.99的低壓組成——雖然在這兩種情況下，其平均值都是1個大氣壓。
我們經常使用「分貝」作為單位來測量音量。它是量度兩個相同單位之數量比例的計量單位，不僅僅可以用來做音量單位，還能用於表示功率量之比和場量之比。
音量極小值非常小。最微弱的聲音比任何人類能夠聽到的聲音都要輕，甚至比我們最好的儀器能夠檢測的最小值還要小。但是，根據你所處的位置，聲音也有其最大值。這種情況的原因主要是由於聲音本身不是物質，它是通過媒介傳播的壓力波。
音量受限於其最低壓只能到零壓，零壓就是我們常提到的真空。由於低壓不能再低，因此在給定的條件下，聲波的最大振幅取決於其聲音的最大值。
根據定義，人耳可檢測到的絕對最微弱的聲音是0dB，我們稱之為「聽覺閾值」。科學家們一直在致力於研究遠低於負分貝的聲音，他們在地球上人造的環境中可以檢測出-9.4dB的聲音，環境安靜到可以聽到人體血液流經你大腦的聲音，當然，我們只能聽到正分貝的聲音。
根據實驗，地球上可能存在的最大的聲音是194dB，這是指正常情況下地球上不存在超過這個音量的聲音。
但在特定情況下也可能出現超過194dB的聲音。當能量足夠大時，其將超越194dB的限制，雖然其最低壓已經到達了絕對真空的零壓，但其高壓會讓聲音超過194dB。
在194dB時，波的峰值在正常壓的兩倍和真空之間交替出現——但是一旦達到195dB，能量不能在空氣中傳播並將空氣向外推開而在中心區域形成真空。廣島和長崎爆炸的聲波強度超過了200dB。
在海洋、在陸地或者其他行星上也可能有比194dB更高的聲音。比如說，我們太陽系中某處有著比地球中更加緻密的大氣，其允許更高的壓力波振幅，還有更加令人難以置信的強風和強風暴，那裡有很多的機會製造更大的聲音。
我們曾在中學課本中學到過，聲音不能在真空中傳播。所以太空中基本都是安靜的。因為聲音是物質產生的壓力波，如果沒有物質的話，就沒有聲音。雖然其可能會有巨大的熱量、輻射以及力，但是對於近距離觀察的人類來說，所有的一切都是死寂的。
如果，假設宇宙中充滿了空氣，所有的物體都會發出聲音，這意味著在地球上，無論什麼時候，無論在哪裡，我們都會聽到100dB的聲音。所以說，聲音不在真空中傳播是一件非常幸運的事情。
原創稿件
製作：西南交通大學 曾子芹
審校：趙崢 北京師範大學物理系教授
參考來源：
本文來自：中國數字科技館