分貝到底是個啥？

它能直接描述聲音的強度嗎？與很多人理解的不同，「分貝」和「米」、「秒」、「攝氏度」等物理量並不相同，它並不是一個直接描述聲音強度的物理量。聲音是一種振動波，通過空氣傳播被我們聽到，本質上就是空氣分子的振動傳到了耳朵裏，引發鼓膜的振動。所以，聲音的大小，其實反映的是這種振動的強度。由於空氣振動會引起大氣壓強的變化，所以確切地說，我們應該用壓強變化的程度來描述一個聲音的大小，這就是「聲壓」的概念，它的單位是Pa（帕斯卡）。比如：1米外步槍射擊的聲音大約是7000Pa；10米外開過的汽車大約是0.2Pa。
用聲壓來描述聲音強度雖然準確，但卻有很明顯的問題：聲壓的變化範圍非常大，不同聲音的聲壓可能相差成百上千倍。比如上面兩個例子：雖然步槍的聲音確實比汽車聲要大，但要說大出幾萬倍，這無論如何也與我們的日常感覺有出入。
因此，物理學上使用了「分貝」的概念。對於聲音，「分貝」是這樣定義的：我們將某一個聲壓值定義為「標準值」（0分貝），這是一個固定的值；任何一個聲音，都和這個標準值相除，取結果的對數（以10為底），再乘以20，這樣算出來的就是這個聲音的分貝。寫成公式就是：GdB 為分貝；V0 為聲壓標準值；V1 為聲壓測量值。
對於上面的兩個例子，步槍射擊的聲音換算過來就是171分貝，汽車開過的聲音是80分貝，這樣不僅方便計算，而且比較符合一般人的聽覺感受。
這裏涉及到了一個作為「標準值」的聲音。當我們計算在氣體介質中傳播的聲音時，采用的標準值是2×10^-5 Pa（20μPa），這是人耳在1000Hz這個頻率下能聽到的最小的聲音，大致相當於3米外的一只蚊子在飛，這就是物理上對「0分貝」的定義。事實上，很多人聽不到這樣弱的聲音。根據世界衛生組織的定義，如果一個人能聽到的最小聲音在25分貝以下，就屬於正常聽力。
「分貝」並不僅僅用來描述聲音強弱，它還被運用在電子學等其它物理領域，比如用來描述信號的增益衰減、信噪比等等。用來表示聲音強弱時，「分貝」被寫成dB(SPL)，其中dB是decibel（分貝）的縮寫，SPL是Sound Pressure Level（聲壓位準）的縮寫。
「分貝」並不反映聲音的絕對響度，它是以某一個聲音為基準，描述聲音響度的相對關系。科學一點說，它把一個指數增長的物理量轉換成了線性增長的物理量，便於計算。「0分貝」並不代表「沒有聲音」，它只是一般認為人類能聽到的最小聲音而已。完全有可能有比0分貝還弱的聲音（比如4米外的一只蚊子），那就是負分貝了。上面提到的2×10^-5 Pa，是用於計算「在空氣或其它氣體中傳播的聲音」時使用的標準值。當計算通過水下等液體介質傳播的聲音時，就要采用不同的標準值（1×10^-6 Pa，1μPa）。這意味著，如果有同樣分貝的空氣中的聲音和水下的聲音，它們各自代表的聲壓強度是不一樣的。雖然「分貝」是另一個單位「貝爾」（Bel）的十分之一，但「貝爾」這個單位很少使用，因為人們發現在大部分應用場合，「貝爾」這個單位偏大，「分貝」比它更加合適。