單位換算

精確係數、誠實的四捨五入,以及英文工具不做的那些單位。

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單位換算看起來是網路上最不需要再解決的問題,卻也是各家免費工具最容易互相打架的一類。原因不在常數 —— 幾乎所有常數都是定義值,全世界一樣。分歧來自三個地方:四捨五入的做法、名字相同但數值差 10% 到 20% 的單位,以及整整幾個家族的單位是英文工具根本沒有收的。

為什麼會有兩套制度

公制是法國大革命期間刻意設計出來取代舊制的:在那之前,同一個單位名稱在不同城鎮代表不同的量。它的兩個設計決定 —— 一切都按十的次方縮放、基本單位綁在可重現的東西上而不是綁在某個實物或某個身體部位上 —— 就是公制運算好算的全部理由。

英制與美制則是累積長出來的,所以它們的內部比例是 12、3、16、14、1760 這些數字。看起來很任意,確實也是,但它們有小數做不到的可整除性:一英尺可以整整分成二等分、三等分、四等分而且都是整數英寸 —— 在你要分一塊木板而不是在紙上做乘法的時候,那真的方便。

美國從來沒有在日常生活中放棄舊制。1975 年的《公制轉換法》宣布公制是優先制度,但把轉換設為自願性,而自願轉換在科學、醫療與軍事之外並沒有發生。這件事對世界其他地方的實際後果是:美國的規格書、螢幕尺寸、螺絲標準與管牙至今仍然用英寸送過來。

這裡每一個換算都是精確的,而這件事其實很晚才成立

自 1959 年起,英制單位是「參照公制」定義的:碼剛好 0.9144 公尺、磅剛好 0.45359237 公斤。那份由六國簽署的協定,取代了各國原本互不相同的定義(彼此差約百萬分之二)。所以「1 英寸 = 2.54 公分」不是一個可以靠更好的儀器再精確一點的量測值 —— 它是定義,而且兩個方向都精確。

公制那一邊也走了同一條路。1983 年,公尺不再是一根金屬棒,而是用光速定義的一段距離。2019 年,公斤不再是巴黎近郊那個圓柱體(它相對於自己的複製品正在以幾十微克的量級漂移),改為由普朗克常數推導。現在 SI 的七個基本單位全部由固定的自然常數定義,意思是全世界沒有任何一間實驗室握著任何東西的「母本」。

這對換算器的意義很單純:兩個換算工具之間的任何分歧,都是顯示方式的決定,不是物理上的不確定性。

台制單位:那些至今仍是唯一口徑的單位

這是英文換算網站完全略過的一塊,而在台灣它不是歷史小知識 —— 其中好幾個單位在它們的領域裡仍然是唯一在用的商業口徑。

房地產用坪計價,坪是「6 台尺見方」,剛好 400/121 平方公尺 = 3.3058 平方公尺。農地用甲與分,1 甲 = 2934 坪,約 0.97 公頃。裝潢、木工、門窗用台尺報價,台尺是 10/33 公尺 —— 30.303 公分而不是 30 公分,而這個「每台尺差 3 公厘」的落差,是台灣工地上最常見的量測錯誤。

傳統市場按台斤賣,剛好 600 公克,而它不是中國大陸的市斤(500 公克)。中藥處方用錢寫,1 錢 = 3.75 公克,金飾店也是用錢報價而不是用金衡盎司。水電與五金講的「分」又是另一回事:那是管徑的 1/8 英寸,所以 4 分管是半英寸 —— 跟台制的「分」(3.03 公厘)完全是不同的量。

因為上面有好幾個名字真的被不同大小的單位共用,這裡的工具選擇不猜。輸入一個有歧義的單位,你會得到選項說明而不是一個數字 —— 依據的原則是:一個看起來很合理的錯答案,比一句錯誤訊息糟得多。

四捨五入:換算器真正的差別所在

把顯示固定成某個小數位數是最常見的錯誤。2 位小數會把 0.0393701 英寸變成 0.04,資訊直接消失;而且它會破壞往返一致性 —— 一個值換出去再換回來,就不會回到你輸入的數。按有效位數四捨五入在大小兩端都合理,所以這裡的工具預設用它。

第二個常見錯誤是直接印出原始浮點結果。因為 2.54 在二進位裡沒有精確表示法,把 1 公分換成英寸再換回來可能得到 0.9999999999999999。那不是換算錯誤,是顯示錯誤,按有效位數四捨五入就會消失。

第三個是在一個你馬上要貼進試算表或程式碼的結果裡塞千分位逗號。這裡的工具不加。

目前有什麼、還沒有什麼

長度與重量可以用了:各有一個聚合頁把一個值同時顯示成所有單位,另外三個單向頁對應大家最常搜的三組換算 —— 公分換英寸、毫米換英寸、公斤換磅。這三頁各附一張 1 到 100 的完整對照表,而那正是搜尋結果頁上的換算小工具給不了你的東西。

面積、溫度、體積、速度與資料容量還沒做,我們寧可直接講明,也不要在這一頁塞一堆連到不存在頁面的連結。面積與溫度的單位表其實已經寫好並且測過了 —— 包含坪、甲、分,以及攝氏華氏需要的偏移量算法 —— 所以那幾頁是一小步而不是一大步。

常見問題

單位換算的係數是精確值還是近似值?

這裡用到的幾乎全部是定義上的精確值。1 英寸就是 2.54 公分、1 磅就是 0.45359237 公斤,都是國際協定定出來的,所以只有顯示會四捨五入。

為什麼兩個換算器給我的答案有一點不一樣?

因為各自的顯示四捨五入方式不同,不是因為用了不同的常數。固定小數位數與直接印出浮點結果是兩個最常見的原因。

1 台尺是 30 公分嗎?

不是。台尺是 10/33 公尺,也就是 30.303 公分。10 台尺按 30 公分估會差 3 公分。

為什麼「噸」跟「盎司」有時候需要先問清楚?

因為這兩個名字是共用的。噸可能是 1000、907.18 或 1016.05 公斤;盎司可能是 28.35 公克,也可能是貴金屬用的 31.10 公克金衡盎司。這裡的工具會問,不會猜。

我輸入的東西會被送到伺服器嗎?

不會。算術在你的瀏覽器裡跑,對照表是靜態 HTML。把網路斷掉重新載入,換算照樣能用。

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