地球能聽見的最大聲音‍

從這個宇宙誕生開始，聲音作為一種在物質世界震盪的形式就一直存在著。在數億年前地球上有生命第一次誕生了聽覺系統開始，地球上的生命開始能夠用肉身感知到這種震盪。時至今日，聲音已經成為了人類之間交流資訊的重要橋樑之一，承擔著傳播文明的重要職責。

不過這世間萬物都有一個極限，就連聲音的大小也不例外。我們人類的耳朵能聽到的最大聲音分貝數是100~120分貝，當聲音的分貝數達到這個等級的時候，人的耳朵就會難以承受。當聲音的分貝數超過這個等級的時候，人的聽力就會受損，甚至可能出現永久性的致聾。

人能聽到的聲音的分貝數極限是120分貝，那麼這世界能“聽”到的最大分貝數是多少呢？答案是194分貝，在地球的標準大氣壓下，聲音的極限大小是194分貝。超過194分貝的聲音不可能在地球上出現。所以到底是什麼造就了地球上的聲音上限？

聲音是如何產生並傳播的‍

要知道這個問題的答案，我們首先需要了解聲音的性質。在我們的小學或中學課本上很清楚地寫著聲音是由震動引發和傳播的，但是要問到聲音是由什麼東西的震動引起和傳播的，很多人就一概不知了。

微觀粒子

聲音的傳播一般是由微觀粒子完成，當一個物體散發出機械能時，這個物體周圍的微觀粒子就會吸收這些能量，然後這些能量會導致這些微觀粒子劇烈運動。

當這些微觀粒子運動時就會觸碰到其它的微觀粒子，於是這個微觀粒子上蘊含的機械能就轉移到下一個微觀粒子中，這樣聲音就實現了傳播。

實際上聲音的本質就是微觀粒子間能量的傳播，我們聽到的聲音不過是這些微觀粒子大量撞擊到我們耳膜上時，我們整個聽覺系統對其的解析，因為這種粒子間撞擊的幅度、方向等有區別，我們人類才能聽見不一樣的聲音。

聽覺系統接收聲音

如果要進一步理解聲音的本質，可以將聲音傳播的過程視為檯球之間的撞擊。我們可以將好幾個檯球擺成一排，然後在臺球桌上擺好幾排檯球。當我們用檯球杆擊打第一排檯球時，這些檯球會撞擊到第二排檯球，第二排檯球會撞擊到第三排檯球。只要我們對第一排檯球施加的力量足夠大，這些檯球就會一排一排的撞下去。

一直到這些檯球撞上我們的耳膜，被我們的聽覺系統分辨出來。當然，我們生活的世界是一個立體空間，粒子可以360度無死角的前進，不會像檯球桌一樣只能在一個平面上“打檯球”。

微觀粒子運動

聲音的這種傳播方式導致了在不同距離下，我們聽到聲音的時間差異。當我們處於第一排檯球那裡，聲音自然能第一時間被我們感受到。不過當我們站在第10排甚至是第100排檯球那裡時，等這些檯球一排一排的撞過來，我們得很久之後才能聽到聲音。

而且當這些檯球互相撞擊時，它們的能量會在這種撞擊中溢散，因此每當這些檯球撞擊一次，它們蘊含的能量就會變少一些，直到有一排受到撞擊的檯球其受到的力量不足以支撐其去撞下一排檯球，這也是為什麼聲音傳播得越遠，其音量就越小，最後直至消失。

聲音傳播

地球上最大的音量為何是194分貝‍？

在我們知道了聲音的傳播方式後，我們就能很容易地理解為什麼在地球的標準大氣壓下，聲音的最大分貝數是194了。這是因為當一個物體散發出的勢能超過了某個闕值時，那些吸收了它能量的微觀粒子會以非常快的速度和力量去撞擊下一個微觀粒子。

一旦發生這種現象，散發能量的物體周圍就會出現一大片的真空區，這真空區裡沒有微觀粒子，自然不存在微觀粒子傳遞能量的現象，自然也就沒有聲音了。

粒子遇上真空區自動消音

所以理論上來說，當這個散發能量的物體散發的能量超過了某個闕值，除了第一波微觀粒子傳遞的能量外，這個物體的周圍反而會失去聲音，變成“靜音”狀態。而這個能量的闕值，正好是傳播194分貝的聲音所需的能量。

當然，要達到傳播194分貝聲音所需的能量是非常大的，因為每提升10分貝，這些微觀粒子所蘊含的能量就會呈幾何倍數增加。也就是說如果10分貝的聲音蘊含1份能量，那麼20分貝的聲音會蘊含2份能量，30分貝的聲音會蘊含4份能量，到了40分貝的聲音就會蘊含8份能量了。

聲音看不見摸不著

聲音的質變‍

那麼當微觀粒子傳遞的能量超過194分貝聲音蘊含的能量極限時，聲音又會變成什麼呢？答案是聲音會產生質變，直接變成衝擊波。我們先前說過，當我們擊打第一排檯球的時候施加的力量足夠大時，第一排檯球會帶著第二排、第三排一直到第不知道多少排檯球去撞下一排檯球。

在現實中，這些密集擠在一起的微觀粒子會變成一道近乎於實質的“牆”，在物理領域這種在大氣中形成的衝擊波被稱為“超壓縮氣體”。

衝擊波模擬圖

原本為了感知到聲音，我們人類的聽覺系統進化到稀疏的微觀粒子擊打在我們的耳膜上我們就能感受到聲音的地步，如果一個人的聽覺系統受損，那麼他就無法察覺到聲音的存在了。但是當聲音蘊含的能量超過極限，它就會變成我們的觸覺就能直接感受到的衝擊波。

不過當微觀粒子之間互相撞擊的時候，其蘊含的能量會在這種撞擊中衰減。因此當衝擊波前進到一定距離後，它所蘊含的能量會衰減至194分貝聲音所蘊含的能量，到了這時候，聲音就會重新出現了。

粒子運動

我們先前說過，人體能承受的最大聲音量在100到120分貝之間，194分貝的聲音對於人造成的損害是非常巨大的，那麼蘊含能量超過了傳播194分貝聲音的微觀粒子的衝擊波，對人造成的傷害自然更大。

聲音傳播的本質是微觀粒子在其所蘊含能量的作用下相互撞擊，這種撞擊能在空氣中發生，自然也能在人體內發生。當衝擊波撞擊人體後，衝擊波蘊含的能量會因為組成衝擊波的微觀粒子撞擊到組成人體的微觀粒子，從而使衝擊波蘊含的一部分能量轉移到人體身上。聲音所蘊含的能量是機械能，包含動能和勢能。

粒子運動效果

我們生活中最常見到的人體因為動能受傷的例子就是車禍。當一輛汽車高速行駛時，它就會蘊含極強的動能，當這輛車撞擊到人體時，這輛車蘊含的動能就會轉移一部分到人體身上，造成人體的損傷。

模擬車禍

而衝擊波蘊含的機械能在轉移到人體身上時並不會像汽車一樣是無數個微觀粒子組成一個整體撞擊到人體身上，而是微觀粒子單個的撞擊到人體上，而人的單個粒子受到撞擊後又會在能量的驅使下去撞擊下一個人體粒子。這會使得組成人體器官的粒子被撞散開，也就是說，在理論上只要衝擊波蘊含的能量夠大，人體內臟就會變成一灘液體。

出現過的“超級聲音”‍

實際上這種蘊含能量足夠大的衝擊波是存在的，像我國抗美援朝時期，在上甘嶺戰役中就有躲在地下掩體中的志願軍戰士被敵人持續轟炸時產生的衝擊波震碎了內臟，等軍醫檢查的時候發現這位戰士的很多內臟出現了裂口並造成了體內大出血。

上甘嶺戰役

在自然界中，這種強烈的衝擊波也出現過好幾次。像1883年發生在印度尼西亞的喀拉喀托火山大爆發中，火山周圍二十公里內居民的耳膜全部被衝擊波震碎了，甚至一位在60多公里外的水手在這種衝擊波下出現了眩暈、嘔吐等症狀，等醫生為他檢查的時候，發現他的內臟組織在這道衝擊波下出現了一定程度的損傷，耳道中甚至流出了外淋巴液。

喀拉喀托火山大爆發

當然，我們說在地球標準大氣壓下最大的聲音為194分貝，那麼在非地球標準大氣壓環境中聲音的最大分貝數自然會出現變化。當散發機械能的物體周圍的微觀粒子密度越大，那麼它要使自己周圍形成真空區所需的能量就越多。如果這個物體周圍的微觀粒子密度越小，它使自己周圍形成真空區的所需的能量就越少。

實際上根據科學家們的計算，太陽每時每刻噴射出來的高能粒子產生了非常巨大的聲音，其音量達到了290分貝，只是因為太空是一個真空環境，這些聲音無法被我們聽見。

太陽噴發高能粒子

有科學家認為，如果太空中充滿了空氣，那麼當這些聲音傳到地球上時我們仍能觀測到超過100分貝的聲音。