單位換算工具

0.393700787402in
已四捨五入

所有單位

nm奈米
10,000,000
µm微米
10,000
mm公釐
10
cm公分
1
m公尺
0.01
km公里
0.00001
in英吋
0.393700787402
ft英尺
0.0328083989501
yd碼
0.0109361329834
mi英里
0.00000621371192237
nmi海里
0.00000539956803456

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在公制與英制之間換算長度、重量、溫度、面積、體積、速度、資料量與時間。每次換算都使用定義上精確的係數,因此不會出現浮點運算造成的誤差。

使用方式

  1. 先選擇類別,再選擇要換算的來源與目標單位。
  2. 輸入數值後,結果與其他所有單位會即時更新。
  3. 使用交換按鈕可以反轉換算方向。

換算係數從哪裡來

大多數公制與英制之間的換算其實是精確的,這讓以為它們只是近似值的人感到意外。自 1959 年國際碼磅協議以來,1 英寸被定義為剛好 25.4 毫米,1 磅剛好是 0.45359237 公斤。這些是定義而不是量測,所以換算完全沒有誤差。

公制這一側以 SI 基本單位為基礎,而自 2019 年起,所有基本單位都改由物理常數定義,而不是實體原器:公斤來自普朗克常數,公尺來自光速。實務上的意思是,這裡長度、質量與體積類別中的每一個係數,都是精確已知的有理數。

例外是那些從一開始就沒有精確定義的單位,而曆法時間是最主要的一個。一個月沒有固定長度,所以採用的數值是 365.25 天儒略年的十二分之一,約 30.44 天。任何月或年的換算都請視為平均值。

精確值與四捨五入值

因為係數是精確的,計算也可以是精確的。這裡的換算以有理數計算,只在最後一步四捨五入一次,所以 1 英寸會得到 2.54 公分,而不是 2.5399999999999996。

這種尾數並不是顯示它的工具有錯,而是把 0.0254 存成二進位浮點數時必然發生的現象,因為它在二進位中無法精確表示,就像三分之一在十進位中無法精確表示一樣。誤差非常小,通常無害。但顯示出來時就看得見,而且換算串接時會累積:以浮點數把公尺轉英尺、再轉英寸、再轉毫米,每一步都會偏移一點。

每個結果都標示為精確值或四捨五入值,讓你知道自己看的是哪一種。溫度是唯一運算方式本身就不同的類別:各溫標的零點不同,所以換算除了係數還需要偏移量。這就是為什麼攝氏 20 度並不是攝氏 10 度的兩倍暖,也是為什麼除非使用克耳文,否則溫度之間的比值沒有意義。

和你以為的不一樣的單位

液體容量是最大的陷阱。美制加侖是 3.785 公升,英制加侖是 4.546 公升,大了約 20%。品脫不只大小不同,組成也不同:英制品脫是 20 液量盎司,美制品脫是 16 液量盎司,而且兩者的液量盎司本身大小也不一樣。這裡把兩套系統分開列出,而不是猜你指的是哪一種。食譜是常見的受害者,尤其是較早期的英國與美國食譜。

質量也有自己的陷阱。用於貴金屬的金衡盎司約 31.1 公克,一般常衡盎司則是 28.35 公克。噸有三種:2,000 磅的美制短噸、2,240 磅的英制長噸,以及 1,000 公斤的公噸,而三者有時都只寫成「噸」。

長度方面,美國測量英尺比國際英尺略長一點點,已於 2022 年底正式廢止,但仍存在於較舊的土地紀錄中,在長距離上差異就會顯現。海里剛好是 1,852 公尺,與法定英里無關;節則是每小時一海里。

十進位與二進位的資料單位

1 KB 是 1,000 位元組,1 KiB 是 1,024 位元組;你的硬碟看起來比包裝上寫的小,原因就是同一台電腦上同時使用這兩種慣例。

儲存裝置製造商使用十進位前綴,所以 1 TB 的硬碟確實能存 1,000,000,000,000 位元組,標示並沒有灌水。作業系統則長期以二進位單位計算,卻用十進位的名稱顯示,所以同一顆硬碟會顯示成 931 GB,實際指的是 931 GiB。什麼都沒有少,只是以 1,024 為單位計算。macOS 多年前已改用十進位顯示,這就是為什麼同一顆硬碟在 Mac 與 Windows 上顯示的容量不同。

KiB、MiB、GiB、TiB 這些 IEC 前綴,就是為了清楚表示你指的是哪一種,這裡兩套都提供。有兩個習慣值得記住:記憶體永遠是二進位,因為位址線讓 2 的次方成為自然的單位;網路傳輸速率則是十進位,而且以位元而非位元組計算,所以 100 Mbps 的線路,在扣除額外負擔之前,每秒最多約傳輸 12.5 MB。

2019 年 SI 重新定義改變了什麼

在 2019 年之前,公斤就是巴黎近郊保險庫裡的一塊鉑銥合金,而世界上其他所有的公斤都靠與它比對來定義。問題在於它會漂移:分送給各國計量機構的複製品,在一個世紀間與原器相差了數十微克,而且沒有任何辦法判斷究竟是哪一個變了。

這次重新定義把普朗克常數固定為一個確切數值,再由它推導出公斤,於是這個單位如今是任何備有適當裝置的人都能重現的,而不再依靠與一件實物比對。公尺早在 1983 年就已由光速定義,秒則自 1967 年起由銫原子的躍遷定義。

對日常換算來說,這一切並不會改變任何數字。它之所以重要,是因為它讓整個體系在定義上自洽且精確,這也正是這裡的換算係數是精確已知的有理數,而不是帶著誤差範圍的量測值的原因。

有效數字與誠實的四捨五入

換算無法憑空增加輸入原本沒有的精確度。如果一段長度是以公尺為最小刻度量得的 5 公尺,卻報告成 16.404199475065617 英尺,那等於宣稱這次量測比你實際做的精確一億倍。在運算過程中保留這些位數是對的,但把它們全部呈現出來就不對了。

科學工作的慣例是保留輸入原本的有效數字位數,而且只在最後四捨五入一次,而不是每一步都捨入。太早捨入會累積誤差:一個數值捨入、換算、再捨入、再換算之後,可能偏離到遠超出任何人原先設想的容許範圍。

該保留哪幾位數,是對量測本身的判斷,而不是數學問題,這也是為什麼這裡的結果是精確算出並標示為精確值或已四捨五入,而不是硬截斷到固定的小數位數。你應該保留的,是輸入所能支持的位數。

當單位錯誤釀成大禍

火星氣候探測者號於 1999 年失聯,原因是某個團隊提供的衝量資料以磅力秒為單位,而導航軟體預期的是牛頓秒。這艘太空船以遠低於預定的高度接近火星,隨即解體。代價約為一億兩千五百萬美元,而這次失敗並不是計算錯誤,而是一個介面把單位視為理所當然、卻從未明說。

1983 年,一架加拿大航空的 767 在高空耗盡燃油,因為該航空公司正在改用公制的過渡期間,載油量是以磅計算的,使飛機只帶了大約所需燃油的一半。最後它在引擎全部停車的情況下降落在一條廢棄跑道上。沒有人喪生,這在很大程度上要歸功於機組人員的技術與運氣。

這兩起事故教的是同一件事,而且做起來成本極低:把單位寫進變數名稱、欄位名稱、API 欄位和標籤裡。用 timeout_ms 而不是 timeout;用 weight_kg 而不是 weight。一個只活在註解裡或某個人記憶中的單位,遲早會被錯誤地假設。

溫度的行為跟其他量都不一樣

這裡其他每一種換算都只是乘法。溫度還需要一個偏移量,因為各個溫標的零點不同,而光是這一件事就製造了大多數的溫度錯誤。攝氏 20 度並不是攝氏 10 度的兩倍暖;除非你改用零點為絕對零度的克耳文,否則這個比值毫無意義。

最容易絆倒人的,是溫度與溫度差之間的分別。20 °C 的讀數等於 68 °F,但上升 20 °C 卻等於上升 36 °F,因為換算溫差時只縮放、不加偏移量。任何描述變化的量,例如公差、梯度、每小時的變化率,都適用後面這條規則。

絕對零度是實實在在的下限:-273.15 °C、0 K、-459.67 °F。如果換算結果低於它,那是錯誤而不是一個非常冷的答案,這也是這個換算器選擇拒絕它、而不是回傳一個數字的原因。

行銷與工程各說各話的那些單位

標示為 1 TB 的硬碟可以存放 1,000,000,000,000 個位元組,這是誠實的十進位用法。Windows 卻把它報成 931 GB,因為它以 1,024 為單位計算,卻沿用十進位的名稱,於是同一顆硬碟從包裝盒到作業系統之間,看起來像是少了 7% 的容量。什麼都沒有不見,只是兩套慣例同時在用。macOS 多年前就改用十進位顯示,這正是同一顆硬碟在兩個系統上讀數不同的原因。

網路速度又添了第二層混淆,因為它是以位元而不是位元組計量的。一條 100 Mbps 的連線在扣除協定開銷之前,每秒最多只能傳輸約 12.5 MB,而一條 gigabit 線路在實務上大約停在每秒 118 MB。差別就在那個小寫的 b,而它代表八倍的落差。

記憶體則永遠是二進位的,因為位址線讓 2 的次方成為自然的單位,所以一條 16 GB 的模組確實就是 16 GiB。KiB、MiB、GiB 這些 IEC 前綴的存在,就是為了說清楚你指的是哪一套慣例;在文件中使用它們,可以一勞永逸地終結一場否則會沒完沒了的爭論。

常見問題

為什麼其他換算工具會顯示 2.5399999999999996 而不是 2.54?
因為它們用浮點數運算,而浮點數無法精確表示 0.0254。本工具以精確分數計算,只在最後四捨五入一次,所以 1 英吋會得到 2.54 公分。每個結果都會標示「精確」或「已四捨五入」,您隨時知道看到的是哪一種。
美制加侖和英制加侖一樣嗎?
不一樣,而且差距很大:美制加侖是 3.785 公升,英制(帝國)加侖是 4.546 公升,多了約 20%。品脫和液量盎司也不同,英制品脫是 20 液量盎司,美制品脫是 16 液量盎司。本工具將兩套單位分開列出,不會替您猜是哪一種。
為什麼 1 TB 的硬碟只顯示 931 GB?
因為兩者的計算方式不同。硬碟製造商使用十進位前綴,1 TB 就是 1,000,000,000,000 位元組。作業系統則以 1024 為基底顯示同樣的容量,正確寫法應該是 GiB。1 TB 等於 931.32 GiB,容量並沒有消失,只是同一份空間有兩種標示方式。本工具兩種單位都提供。
為什麼溫度的處理方式和長度不同?
因為溫標沒有共同的零點。長度換算只要一次乘法,但攝氏 0 度等於 273.15 克耳文,所以溫度除了比例係數還需要偏移量。這也是攝氏 20 度並非攝氏 10 度「兩倍熱」的原因,而只會做乘法的換算工具會把華氏算錯。
這裡的「月」和「年」有多長?
年採用儒略年的 365.25 天,月則是其十二分之一,約 30.44 天。兩者都沒有唯一正確的定義,日曆上的月份從 28 天到 31 天不等,因此月與年的換算請視為平均值,而非精確答案。
我輸入的內容會被傳送到伺服器嗎?
不會。換算在您的瀏覽器中執行,您輸入的內容不會被儲存、記錄或分享。

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