方法論
本頁展示 TransformUnits 每一個數字背後的方法:每個換算係數的來源、哪些數值是國際協定規定的精確值、哪些是測量值,以及本站自身的侷限所在。以下每一個數字都可以對照所引用的來源核實。
從國際單位制基本單位到換算係數
國際單位制(SI)定義了七個基本單位——公尺、公斤、秒、安培、克耳文、莫耳與燭光——其餘所有單位都由它們導出。同一類別中兩個單位之間的換算係數,就是各單位大小與該類別基本單位之間的比值。
示例推導:一英里等於多少公尺?一英里被定義為恰好 1,760 國際碼。國際碼由 1959 年 7 月 1 日澳大利亞、加拿大、紐西蘭、南非、英國與美國的標準機構共同簽署的國際碼與磅協定,訂為恰好 0.9144 公尺。因此 1 英里 = 1,760 × 0.9144 公尺 = 1,609.344 公尺——這是一個精確值,因為這兩個步驟都是精確定義,而非測量結果。
本站的每一個係數都以同樣方式建構:把該單位追溯到其類別的參照單位(長度對應公尺、質量對應公斤——兩者皆為SI基本單位;體積對應公升——公升是可與SI併用的單位,但本身並非SI基本單位;依此類推),再以完整精確度儲存所得比值。四捨五入(如果發生)僅在顯示結果時進行,絕不會在儲存之前進行(見下文「四捨五入與精確度」)。
依定義精確 與 測量所得
並非所有計量數值都具有同一種確定性。有些換算係數依定義精確,由國際協定確定,不存在任何不確定度;另一些則是(或曾經是)帶有誤差範圍的實驗測量值。
- 依定義精確:國際磅恰好等於 0.45359237 公斤,國際英吋恰好等於 25.4 毫米,兩者均由 1959 年國際碼與磅協定確定。自 2019 年 5 月 20 日起,公斤透過將普朗克常數固定為恰好 6.62607015 × 10-34 J·s 來定義,取代了此前作為定義基準的鉑銥實物原器。
- 測量所得,而非定義:2019 年之前,克耳文透過宣布水的三相點恰好為 273.16 K 來確定。2019 年重新定義之後,克耳文改為透過將波茲曼常數固定為恰好 1.380649 × 10-23 J/K 來定義,因此水的三相點不再是精確的參考點——它現在是一個帶有微小實驗不確定度的測量量。過去屬於定義的東西變成了測量值,反之亦然。
一個把所有數字都以同等確信度呈現的網站,其實是在扭曲自己的資料。當本站的某個數值只是某個真實、會變動的量在某一時刻的快照,而非固定定義時——電力碳排放係數就是最明顯的例子——本站會明確註明來源與年份,而不是把它當作常數呈現。
為什麼溫度需要偏移量,而不只是比例
長度、質量與體積的換算都是純比例關係:乘以一個係數,零點便已對齊。溫度標度卻沒有共同的零點——0°C 是水的冰點,0°F 是另一個點,比它低約 32 華氏度,而 0 K 是絕對零度,是完全不同的物理狀態。零點不重合的標度,單靠乘法無法換算;換算除了比例之外,還需要一個加上或減去的偏移量(這是仿射變換,而非線性變換)。這就是為什麼本站的溫度換算要以克耳文為中間步驟來計算,而不像其他類別那樣使用單一儲存比例。
克耳文標度的實際實現——真實溫度計究竟如何校準——由國際度量衡委員會通過的 1990 年國際溫標(ITS-90)定義。ITS-90 規定了一系列可重複的固定點(例如平衡氫的三相點與銀的凝固點),以及用於這些固定點之間區間的標準內插儀器,如鉑電阻溫度計,使不同國家校準的溫度計在實務上彼此一致。
四捨五入與精確度
每個儲存的換算係數都保留完整的雙精度浮點精確度;資料庫中不會預先四捨五入任何數值。畫面上顯示的內容,是在產生頁面時做出的顯示決策:
- 結果最多顯示 8 位小數,並移除末尾的零,因此結果顯示為「2.5」,而非「2.50000000」。
- 非常大的結果(10 億或以上)或非常小的結果(小於 0.000001)會切換為科學記號,因為在這種量級下,固定的八位小數要麼難以閱讀,要麼會造成精確度虛高的假象。
- 結果恰好為零時,一律顯示為「0」。
這是一項顯示策略,而非關於這些位數對你的具體計算有多少實際意義的斷言。若起始數值本身只測量到兩位有效數字,那麼顯示八位小數的結果並不比顯示兩位小數的結果更「準確」——針對具體計算判斷有效數字,留給讀者自行拿捏,因為這取決於原始輸入的精確度,而這一點本站無從得知。
已知侷限
明確說明本站不做什麼,是方法本身的一部分,而不是與之分離的附加說明:
- 碳排放:電力轉 CO2e 類別使用單一的全球平均排放係數,並在相關頁面註明來源與年份。真實的電網碳強度會因國家、發電結構與年份而異,最乾淨與最「骯髒」的國家電網之間有時可相差十倍甚至更多。請將此類別視為數量級估計,而非特定國家或特定供應商數值的替代品。
- 烹飪體積:體積類別提供公制茶匙(5 毫升)與公制湯匙(15 毫升)——世界上大多數地區使用的計量方式——而非籠統的「茶匙」或「杯」。美制常用茶匙(≈4.93 毫升)與美制法定杯(240 毫升)與同名的公制單位並不相同,若不加說明地將兩者混為一談,會比乾脆不提供它們更糟。
- 本站刻意不提供的內容:心率變異性換算類別(RMSSD ↔ SDNN)已被移除,而不是配上一個憑空捏造的係數發布出去。RMSSD 與 SDNN 是對同一段心跳間期序列的兩種不同統計量測,兩者之間並不存在固定比例;其關係取決於所測心率訊號本身的形態,而這在不同記錄、不同人之間各不相同。在兩者之間發布一個數值「換算」,等於陳述了一個錯誤的事實。相關移除紀錄請見異動記錄中的對應條目。