科学の単位デシベル なぜ誤解されやすいのか
引用元:https://news.ycombinator.com/item?id=44058778
唯一知っておくべきことは、belやデシベルを使うときは、基準レベルを末尾に(たいていカッコや下付きで)付けるべきってこと。黙ってちゃダメ。絶対音圧レベルはdB(SPL)。人間が感じる音の大きさはdB(A)とか似たやつ。電力を表す実効値電圧はdB(u)(昔はdB(v)、大文字のdB(V)とは違う)。こんな感じ。新しいdB単位を見たらエイリアンだと思って扱ってね。それぞれが全く違うもので、単に対数で比率を表してるってだけで繋がってるんだ。
>人間が感じる音の大きさはdB(A)とか似たやつ。でもdB(A)って、聴覚障害を起こしうる音とかテストトーン以外じゃ、実際にはそれを測ってないんだよね。初心者によくある定義不足の問題を、この領域にも持ち込んでる感じ。dB(A)は「人間の周波数応答で定義されるflaunkis」を測る、って言った方が良いと思うんだ。そうすれば、初心者の次の疑問は「flaunkisを使って音楽録音のラウドネスをどう計算するの?」ってなるはず。そして、それが正しい質問なんだ。だって答えは「複雑だよ」だからね。😊
まさにこれ。デシベルで混乱する人たちは、それが本当は何か単位の比率でしかないのに、それ自体を独立した単位だと思ってしまってるんだ。
異議あり。デシベルで混乱する人たちは、他の人がそれを独立した単位みたいに扱ってるのに触れてるからなんだ。親コメントが言ってる、基準レベルを明記すべきってことには賛成するよ。それが実行されてたら、この記事は存在しなかっただろうね。
他のコメントでも言ったけど、これって最終的にはSI単位系で対応すべきだと思うんだ。
同意するよ。今の状況は、基本的には「ミリ」って言われても長さか重さか分からない、みたいな感じだね。君の提案、良いと思うよ。
実は、あのサフィックスを義務付けてほしいんだ。だって、それぞれの使い方で複数のもっともらしいサフィックスがあるかもしれないから。例えばラウドネスは、正確なカーブによってdB(A)、dB(B)、dB(C)、dB(D)かもしれないし、音圧レベルを代用するならdB(SPL)だってありうる。だからサフィックスが省略されてると、「ミリ」なんかよりずっと紛らわしいんだ。
基準点なしでdBを使う正当な場合もあるよ。減衰器は-20dB減衰するのであって、-20dBm減衰するわけじゃない、みたいなね。
それは正しいし、もっともなんだけど…この使い方でも、何を測ってるのか(フィルターを)で混乱するんだよね。電力を測るフィルターもあれば、信号振幅を測るフィルターもあるし、「信号振幅」だって文脈によっては曖昧になることがある。これをより良く指定する方法があるべきだね。
えっとね、dBはその点では完全に規定されてるんだ。いつも電力だよ。特定の仮定の下で電圧利得を計算できるし、通常の仮定では係数2が出る。でも、-20dBの減衰器は、常に電力を100分の1にするんだ。
アンテナの利得もデシベルで言うことがあるんだよね.
この紛らわしさって,SI単位系がm/mみたいな同じ単位同士の比率を認めなかったのが原因の一つかもね.SIは無単位量を増やしちゃって,数式に入れるものが分かりにくくなったりするんだ.だから科学者たちは,デシベルみたいな単位を「とにかく何か単位を」って感じで使う羽目になったりしてる.SIのせいでちょっとヘンなことになってるんだよ.
デシベルって,何についての値なのかっていう必要な説明がないことが多いから,みんな紛らわしく感じるんだよね.例えば,家電のスペックシートとかで騒音について話してる時とかさ.
(前のコメントは)それマジで違うから.基準値なしのdBは,利得とか減衰に使うのは全然オッケーなんだってば.dBmとかそういう基準値付きのを使う方が完全に間違いだよ.
それでもさ,10 dBが電圧の利得なのか電力の利得なのかで,出てくる値は変わってくるじゃん.結局,実際の単位が何なのかを知らないとダメなんだよ.
いやいや,dBってのはいつでも電力の利得のことなんだよ.
まさにそれ!だから電圧の利得が10倍だと20dBになるんだよ.電力の利得だと100倍になるからね.
・・・でも,”これってあれより10dB電力が少ないんだよね”みたいに,基準とか関係なく無単位の比率だけ話してる場合もあるじゃん.そういうことって結構多いんだよ.
でもさ,昔は絶対的な値と相対的な値で同じ単位を使うこともあったんだよね.摂氏とか華氏みたいに.こういう状況で接尾辞(dBmとかのことかな?)を使うのを避ける特別な理由はないと思うんだけどな.
dBをサフィックスなしで使うのは純粋な比率を示すのに正しいんだよ。(なんでかって分からない人もいるかもしれないけど、それは問題ないよ。)誰も(多分ね)100mWが10mWより”10 dBm”多いなんて言わないよね。それ間違ってるし、読む人が混乱しちゃう。たいていの人は指をクロスさせて”10 dB”って直しちゃうけど、それが何を意味するかって誰がわかるかな?
レーダープロジェクトで働いてた時、同僚のレーダーエンジニアたち(僕はソフトウェアだけど)はdBをめっちゃ使ってたんだ。彼らの多くは記事に同意すると思うけど、歴史的なものって、欠点を分かってても勝つことがあるんだよね。ソフトウェアだって結局同じじゃない? メールプロトコルとか、端末のエスケープシーケンスとか、gitコマンドラインのUXとかね… どれも「Xってありえない」ってブログ記事書けそう(そして僕は全部喜んで読むだろう)。
記事で触れられてないdBの利点は、掛け算が足し算に変わること。ゲインとか減衰の計算が頭の中でちょっと便利にできるようになる。コンピュータの時代になんでこれが便利なんだ?って混乱するけど、無線のプロジェクトによってはゲインも損失も線形だと実際すんごい大きな指数になるから、対数(デシベル)に切り替える理由もなんとなく分かる。数値計算でたくさんの小さいfloatを掛け算する代わりにログを足し算するのに kinda 似てるね。
>彼らの多くは記事に同意すると思うけど、歴史的なものって勝つことがあるんだよね
まさにそうだね。日常やエンジニアリングでまだ非メートル法を使ってる世界の一部があるのがその証拠だよね :)
ヨーロッパ人として、誰かにディスプレイの対角線サイズをcmとかメートルで言われても、正直「把握」できないんだ。電卓引っ張り出して2.54で割ってインチにしないとダメ。もう現時点では頭の中でモニターはインチで測るものってなっちゃってる。
ユーロが導入された時、「上の世代は新しい通貨に絶対慣れない、頭の中ではずっと古い単位で言及するだろう」って言う人がいたんだけど、それが全くの嘘だったって分かったんだ。新しい単位に適応することは全然できるんだけど、まとまった努力が必要なんだよね。ちゃんとした理由とか、誰かが人工的にそれを作り出す能力がないと、勝手には起こらない。
反論してるわけじゃなかったよ。むしろ、そうだって例示してるんだ:僕はインチをめっちゃ使ったから、ここは母国語の長さの単位じゃないのに、特定の目的で使った場合は驚くほど定着しちゃったんだ。
本当の懸念だったんだよ、慣れなかった人も知ってるし。でも当時は70代以上でもう亡くなってるから、結局解決する、って感じだね、うん。
そうかな?今60代以上の人たちって(現在の年齢)、まだほとんど換算してる気がする(インフレ考慮しないのは bonus points だね)
ディスプレイのサイズを対角線で測るのも、アスペクト比が違うとあんまりうまく比較できないからちょっと変だよね。34インチの21:9 ultrawide は、32インチの16:9ディスプレイより(面積では)実際小さいんだ。
統計学は歴史的な baggage で一度面食らったな。確率論は結構分かってるつもりだったから統計学にもいけると思ってたけど、いやー、統計学は全く別の beast だよ。数学とは独立して発展したからね。
記事のネットでの不満的なところは楽しかったけど、dBが一番マシだと思うよ。RF engineeringではdBmやdBを使うと、掛け算の代わりに足し算で計算できて超便利! フィルターとアンプの計算とかね。電力、ゲイン、減衰、SPLなど、色々なものを短い表記で表せるのも良い。エンジニアがdBを使うのは、信号の世界でそれが機能するから。そして、それより良い方法が他にないからだと思うな。
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対数システムを使うこと自体は何の問題もないし、ここで不満なのはそこじゃないんだよね。不満なのは、ベルじゃなくてデシベルを使うのが変ってこと、それと、単位じゃなくてスケールなのに、基準点を指定せずに単位みたいに使われること、そして、基準単位によってスケールが変わることだよ。ここでどれだけの人が論点を見失ってるか、ほんとすごいね。
dBmは完全に定義されてるよ。基準は1 mW into 50 ohms。でも、dBを比較(10 dB more power)じゃなくて単位として使うのは、確かに混乱するってのは同意だな。
これ、俺も嫌いなところ!この記事の拡張版をWikipediaのデシベルの記事にするべきだよ。あの記事、人生で何度も読んだけど、最初の数回は自分が理解できないほど馬鹿だって思って帰ってきたもん。「これは信じられないくらい複雑で、全然意味が分からないものです…」って、正直に冒頭に書けば、Wikipediaの真面目なトーンには合わないだろうけど、教育的にはすごく助かるだろうね。
Wikipediaのページには”Criticism of…”みたいなセクションがあることがよくあるよね。この記事が情報源として使えるかもしれないけど、もっと確立された何かを見つける方がいいかな。
もう一つ気になるのは、デシベルで音量を言うときは測定距離も指定する必要があるってこと。記事著者も「94 dB、ガス式芝刈り機の音量くらい」でこれを省略してるね。距離はすごく重要で、音圧は距離^2に比例する。1mで94dBなら、2mでは91dBになるんだ。電力半減が3dBなのも変だし、base 2を使えばよかったのにって思うよ。
> そして、その距離はすごく重要なんだ;実際に測定される音圧は距離^2に比例するから。俺たちがオタク狩りしてる間にだけど、inverse square lawはfar field(これは tautologically「点音源のように振る舞い inverse square lawに従うのに十分遠い」距離のこと)でしか適用されないんだ。物理的な世界では、芝刈り機に対しては1mよりもかなり遠い距離だろうね。スピーカーの場合、inverse square lawが効き始めるまでには約2m離れないといけない、ただし line sourcesとして設計されてて非常に長い距離を直線的に減衰する場合を除けばだけど。地面のようなバリアの近くの大きな音源は、half point sourcesのように振る舞うけど、最終的には点音源のように振る舞うのにかなりの距離がかかるんだ。
near fieldか far fieldかは周波数に依存するよ。
「ベルはAlexander Bellに敬意を表して名付けられました;これは、James Wattに敬意を表して”ワット”と名付けるよう促したのと同じ伝統です。」この一行でやられたよ。文字通り大笑いした。
オーディオのVUメーターの校正について調べてみて。あれ、基本的には主観的なモデルなんだ。1920年代にBBCとUS companyが「俺たちのに合わせろ」って決めて、それが追認されたみたいになってるけど、実際は「動くやつに合わせてテストしろ」って感じだった。コイル・マグネットメーターのヒステリシも、バグじゃなく特徴だったらしいよ。
RF(レーダー)の仕事してたけど、dBとかdBmってマジ便利。アンプとかの損益を考えるのが超楽になるし、送信機と受信機みたいに全然違うレベルの信号も比べやすくなるんだ。
一般的にdbスケールってめっちゃ便利だし、これは記事が見落としてる点だね。言われてる通り単なる電力比の対数だけど、利点は多いよ。一番は、システムでのゲインや損失を足し算できること。「このケーブルで4dbロスって、アンプで6dbゲインだから、出力は入力より2db高いね」みたいに、音響エンジニアなら科学分かんなくても普通にやってる。すごいメリットだよ。
記事を読んでもそんな感じはしなかったな。著者は比率が便利なのは認めてるけど、この単位の使い方とか、基準スケールの選び方とか表現に問題があるって言ってるんだと思ったよ。「一見すると、考え方は理にかなっている」。君の例は純粋な比率だから問題ないけど(基準がない)、ケーブルで Volt なのか Watt なのか当てなきゃいけないって点を除けばね…。\u003e On the face of it, the idea makes sense.Your specific example is a pure ratio so there’s no problem with it (there is no reference). Apart from the fact that I have to guess whether you are measuring volts or watts through your cables, of course…
今日別のコメントと辞書で分かったことだけど、デシベル(基準指定なし)って純粋な比率じゃなくて、「電力」の比率なんだって。だから Volt じゃなくて Watt になるんだね。
でもだからこそ紛らわしいんだよな。彼らは意図的に基準を省略して Watt を示してるのかな、それとも(オーディオエンジニアがアンプについて話すときによくやるみたいに) Volt のことを言ってるのかな。
いや、基準がないなら Watt じゃないよ。電力の比率なんだ。つまり増幅とか減衰のこと。実際の電力の量にするには、ミリワットに対する電力比である dBm みたいに、特定の電力値を基準にする必要があるんだ。
\u003e this has many benefits, the main one being that chaining gain/attenuation in a system is just a case of adding the db values together. ’We’re loosing 4db in this cable, and the gain through this amp is 6db, so the output is 2db hotter than the input’.
音響エンジニアじゃないから確認したいんだけど、これって他のスケールインジケーターでもそうじゃないの?
4m失うケーブルがあって、そこに6m送ったら、2m出てこない?
(mはミリのことね、ミリボルトとか、ここで役立つであろう単位— dBとの比較をできるだけ近づけるために指定しないでおく)
違うよ、dbは対数だから。それが掛け算じゃなくて足し算を可能にする鍵となる性質なんだ。ここでも比率だってことを思い出して。線形単位での元の例だとこうなる:このケーブルで信号を63%減らしてて、このアンプを通すとゲインが199.5%だから、出力は…
0.63 * 1.995 = 1.26126% つまり 20log10(1.26) db、約2dbってこと。
-4 + 6 = 2 の方がちょっと計算しやすいよね。
それは固定量じゃなくて比率だよ。どれだけ失うかは、どれだけ送るかに依存するんだ。
略語の混乱は聞き手の知識次第で、音響レベルの参照距離に似てる。色んな「K」の例みたいにね。根本的には、略語を使いたがる人とそれに困る人がいるって問題で、仲間内アピールで意図的にやる人もいる。これは広いコミュニケーションと逆行してる。この記事は結局「人間ってこうだよね」って文句言ってるだけに見えるな。これが主な不満。電圧/電力の曖昧さは別のコメントで触れられてたね。This is the primary complaint. The secondary one about voltage and power and the ambiguity of the prefix itself was addressed in another comment (https://news.ycombinator.com/item?id=44059611).
「裸のK」がいっぱいあってマジ最悪。一番ひどいのはキロメートルのこと。「中古車売るんだけど走行距離150k」とか言ってるけど、あれ「150k km」って意味だろ?でもメートル法で接頭辞重ねるのはダメなんだぜ。正しくは「150 Mm」とか「150 megametres」。これ指摘すると毎回すげー反論される。「言ってること分かんだろ」って感じで、車ならkmが当たり前だろって決めつけ。それって「ハードディスクが4k GB」って言うのと同じくらいおかしいって指摘してんの。ギガバイトに慣れてたからってそんな言い方しねーだろ?正しくは「4000 GB」か「4 TB」だ。あと、単位なしのkとかキロ(特に日本語のキロ)に関しても、「俺のスクーターは30kまで出て、90k走れて、重さは20kだよ」とか、マジありえんくらい曖昧な言い方できちゃうわけ(それぞれ時速km、距離km、重さkg)。
3Dプリンターの世界だと、kilo-milli-meter/second²で加速度語ってる人よく見かけるわ。「16k accel」って書いて発音してる。正しくは「16m/s²」って書いて「16 accel」って言うべきなのに。150kmがkilo-milesって意味だったらどうしよ、って悪夢を見る。車の走行距離が260 megameterだよって言うと、メートル法育ちの人でさえ変な顔するし。MB vs MiBの話はもうやめてくれ。SI単位とIEC単位を間違えてリソース割り当てミスって、すっごいシステム障害いっぱい見てきたから。/怒
kilo-milli-meter/second²> うわー。3Dプリンターの仕様は見たことなかったけど、言われてみてそれが問題だって分かったわ。関連して、ポケットサイズのモバイルバッテリーの容量って、よく10,000 mAhって書かれてるじゃん。素人はそれを「10k mAh」って呼びたくなる誘惑に駆られるけど、正式で短い「10 A⋅h」って言うべきなんだよね。メートル法使う時に、ちゃんと考えて使わないで、特定のパターンに盲目的に従ってるだけなのが残念だよ。150kmがkilo-milesって意味だったら悪夢> うん、それはマジでヤバイ。一方で、アメリカで中古車買って、オドメーターに「150k」って書いてあったら、それが「150,000 miles」って意味でも別に良いと思ってる。インペリアル単位にはルールなんて適用されないし、「150k」ってメートル法では合法的な表記じゃないしね。車の走行距離が260 megameterだよって言うと、メートル法育ちの人でさえ変な顔する> そのイライラは分かるよ。俺もカナダで(道のりはkm、速度はkm/h、車のメンテ間隔はkm表示)、周りがメートル法なのにmegameterの存在を教えてるよ。megameterは言葉を減らしたり、精度を曖昧にしたり、全体的に効率を上げる方法として推してる。例えば、車のオイル交換が8000 kmごとだとしたら、俺は8 Mm(megametres)って言うんだ。9 Mmまで待ったからってエンジンがぶっ壊れるわけじゃないんだから。それに「eight thousand kilometres」って「eight megametres」より音節が多いだろ。同じように、年間の自転車の走行距離は3 megametresって言ってる。3000 kilometresとか「3k k」じゃなくてね。チェーンワックスでチェーンが10 Mm以上持つって話も、もっと長ったらしい10,000 kmじゃなくて言ってるよ。MB vs MiB> 同意。ネットの議論で、1 KB = 1024 bytesっていう間違った表記を擁護してる人が多すぎるし、HDDメーカーが容量を大きく見せるために小さい単位使って皆を騙したとか、RAMメーカーだけが接頭辞を使う正当な権利があるとか思ってる。そんなの全部デタラメで、ちょっと調べればすぐ分かることなのにね。例:https://news.ycombinator.com/item?id=44060099
スケールと単位がごっちゃになってるっての、マジ最高(同意)だわ、これは酷いな。減衰とか増幅とか、係数として使う場合は良いし、パーセントみたいに使える。でも著者が言ってる通り、1e-4みたいな科学的記数法の方がもっとエレガントかも。単位として使うなら、基準量(例えば1mW)を共通の表記にすると、マジで分かりやすくなるだろうな。でも、もう何十年もこのやり方が定着しちゃってるから、今さら変えるのは無理だろうね。
科学的記数法だと、利得を足し合わせて合成利得を求められないから、そっちの方がダメだよ。そこがdBの本当に光るところなんだ。
この記事、電気通信とかRFとか光ファイバーの分野でdBがどんなに仕事してるか、マジで知らなさすぎじゃない?電圧と電力の関係は確かにあって、この分野の初心者がよく間違える定番だけど、それは単純な10対20の割り算に帰着するだけ。それより、dBはすっごい小さい数とすっごい大きい数をかけ算するのを、頭の中でできる2桁の数の足し算に変えてくれるんだぜ。しかも高い精度を保ったままで。これについて文句言ってるの聞くと、筆者に話してることの実務経験がマジでないんじゃないか、って疑っちゃうわ。
著者に実務経験がないんじゃないか、って疑っちゃう>
たしかに経験があれば、色々な変なことにも慣れるだろうけどね。
著者の意見にはマジで全面的に同意するよ。dBって笑えるくらい多すぎて、意味が重なりすぎてる。同じ記号が、文字通り2つの無次元数になったり、いくつになるか分からない物理単位になったりするんだぜ。あれは普通じゃないって。単位って、物理学では基本的にはっきり定義されてるもんなのに。
このコメント欄の誰かが、後ろにsuffix(接尾辞)があるから問題ないって言ってたけど、本当にそうなら、こんな不満なんて出ないはずだろ。
特に音のdBは、人間の経験とバッチリ合ってるんだよね。ボリュームノブの(10に対する)1-10っていうのは、たいてい対数スケールに合わせてある。だって、人間はラウドネスの違いを桁違いで感じるからさ。線形なボリュームノブだったら、上げたい音量になるまでに何回も何回も、たぶん何百回も回さなきゃいけなくて、使い物にならないだろうね。昔ながらの可変抵抗器じゃそれは無理だけど、ロータリーエンコーダーで試してみたらどう?興味満たせるかもよ。
これって、アスペクト比がバカで間違ってるって文句言うようなもんじゃん。だって、アスペクト比って、すっごい大きい画面にも、すっごい小さい画面にも適用されるし、物理的な印刷物とか写真とか看板とか昔のテレビにも、jpgとかPNGにも適用される。でも、それはアスペクト比が比率だからだよ。ピクセル数の比率かもしれないし、印刷寸法の比率かもしれないし、物理的なディスプレイ寸法の比率かもしれない。どれもそれぞれに役立つし、どれも直接比較できるわけじゃないけど、文脈で全部理解できるだろ。dBも同じだよ。2つの量を比べるための、便利なステップに分けられた比率。量は単位が違うことだってある。単位は文脈で暗示されてる。唯一ちょっと混乱するのは電圧と電力の比率の関係だけど、それだって大した知的挑戦じゃないし、取るに足らない問題だよ。
>アスペクト比は比率だって。そうだけど、ここでは二つの数字のうち一つしか教えてくれないんだよ。まるでテレビのアスペクト比が『:16』って言われて、文脈で他の数字を魔法のように知らなきゃいけないみたいに考えてみてよ。で、たまに『:16』が実際には『:4』だったりするんだ、二次的なごにょごにょでさ。あと、時々数字が何か別の『人間にとってどれくらい大きく見えるか』って要因でスケーリングされたりもするんだ。それも全部文脈で知らなきゃいけないってわけ。
>単位は文脈で示唆されるんだって。これが馬鹿げてる部分だよ。単位を装う他の比率もあるんだ、例えば specific gravity とか。その意味も、何に使ってるかによって変わるんだよ。液体は4℃の純粋な水と比べられ、気体は20℃の空気と比べられる。親コメントが指摘してるように、経験で慣れることはできる。でも、それが不条理じゃないってことにはならないんだ。例えば Fahrenheit を見てみろよ。俺はアメリカ人だけど、今でも不条理だと思うね。でも、めちゃくちゃ慣れてるから、自然に感じるんだ。
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著者の主張は何一つ扱ってないじゃん。曖昧な単位がおかしくてダメだって知るのに、その分野の『経験』なんていらないんだよ。庭用の紐を買うとき、農業の教科書を見つけて、農業での『10 meters』がエンジニアリングでの『10 meters』と同じか、そして『meters』の定義が紐が綿かポリエステルかで違うかを知る必要なんてないだろ。でも『decibels』はそうはいかない。みんな対数を理解するには頭が悪すぎると思ってるみたいだけど、そんなことないって。
安い外付けスピーカーで、ボリュームノブを最初の1/4回しただけでめちゃくちゃ大きくなって、それ以上回してもあんまり変わらなかったことある?あれね、ボリュームノブが線形ポットだったんだよ。エンコーダーとかソフトウェアは要らないけど、対数ポットはこの理由のためにすぐ手に入るんだよ。いいね。
まあ、雨の10 millimetres と、例えば枝の太さの10 millimetres は違うけどね…
ゲインの Decibels はいい感じだよ。でも、使う底が馬鹿げてるけどね。dBm は RF の背景を考えるとかなり理にかなってる。電圧と電力で decibels の働きが違うって事実はすごく変だけど、単体で見れば理解できる。でも、オーディオ decibels はひどく仕様が不明確だ。そして、dimensionful な単位として decibel を使う他のどの用法もひどいね。RF の人たちは知ってると思う、だから dBm を使うんだ。次元を持つ単位として decibels を使うどんなシステムも、その基準線を明確にする必要がある。最近、あるファンが『3 meters で』低い decibel ノイズを宣伝してるのを見たんだ。そして基準線(の一部)を宣伝してるのはいいんだけど、標準的な1mの基準と比べて、圧力の約10dbの違いをカーペットの下に掃き込んでるんだ。
Decibels は単位じゃないよ…比率なんだ。その比率はゲインかもしれないし、ロスかもしれないし、ノイズフロア、関心のある信号、あるいは Watts、milliWatts、50 ohms への microVolts といった標準単位と比較したものかもしれない。>電圧と電力で decibels の働きが違うって事実はすごく変だけど、単体で見れば理解できる。特定の負荷がある場合、電圧を10:1(20 dB)の比率で増やすのは、電力を100:1(20 dB)の比率で増やすのと全く同じだよ(電圧を増やすと電流も増えるし、電力は両方の積だから)。
それ、シャワーでも同じように動くかな?お湯と水の混ぜ方ね。ノブ/バランスを1%変えただけで、冷たすぎから熱すぎになっちゃう気がする。
Fahrenheit が不条理だって?科学的には絶対零度基準じゃない点はそうかもね。Celsius と比べても、どっちもゼロ点が絶対零度じゃないし、目盛り幅とゼロ点の位置が違うだけだよ。Fahrenheit は体温を100にしようとして失敗したけど、水が32で凍って212で沸騰するって定義に変えればよかったかも。メートル法が Celsius を選んだ理由は明確じゃないけど、再現しやすい点が理由かもね。水が0℃で凍って100℃で沸騰するのは十進法に合ってるって説もあるけど、納得できないな。
Log Watts とかでもいいんだよ、対数的であるために Decibel である必要はないんだから。
他の単位だってそうじゃん。『変な使い方でも慣れれば普通』なんて、それが標準としておかしいってことにはならないよ。対数スケール自体が悪いなんて誰も言ってないと思う。問題は、使う分野によって対数スケールの種類が変わったり、記法が標準じゃない(例えばdBmWじゃなくてdBmを使うとか)のが、理由もなく一貫性がないってこと。広大なスケールを持つ単位なのに、日常使う範囲は-100から100くらいで、SI単位のギガとかナノの範囲と被ってるし。指数を含まない計算が楽ってのはあるだろうけど、デシベルの普段使いを普通の接頭辞でカバーできない実用的な理由が分かんないな。他のアメリカの単位とデシベルが違うのは、標準単位にすごく近いってこと。デシ接頭辞や、WattsとかVoltsみたいな標準単位(”Bell-horsepowers”みたいなのじゃなくて)を使ってるからこそ、実際の使い方の矛盾がイライラさせるんだろうね。
テレビのアスペクト比が”:16”って言われるのを想像してみてよ。画面とか画像が”2k”って言われて、文脈で実際の解像度とかアスペクト比を推測させるのと似てるよね。
記事にもコメントにも、対数だってこと自体に文句言ってる人はいないよ。問題はそれ以外の全部。(基準値が状況で変わったり、対数の底が変わったりすること。)
でもさ、部外者の視点って専門家にとっても目から鱗な時があるって認めなきゃダメだよ。特に、その分野を学びにくくしてる変な慣習を明らかにする時なんかね(例えば、基準値が暗黙的すぎるって指摘はすごい的を射てる)。記事を書いた人が何も知らないとしても、その批判を完全に無視すべきじゃないと思う。経験の浅い人からの建設的な意見を聞くのは謙虚になる練習だし、改善に繋がることも多いよ。”どんな分野でも呪い”なんてことは全然ない。
それって、化学者にモルなんて無駄にややこしいだけだって言うようなもんじゃん。連中はそれがどんだけ重要かって言い張るけど、”分野の誰もが使ってるから重要に違いない”って以外の理由は持ってないんだよ。慣習ってのは、本来の必要性がなくなっても生き残ることがあって、専門家はそれに気づかないんだ。だって慣習を使う専門家であって、慣習を評価する専門家じゃないからさ。モルは原子があるかどうかも分かんなかった頃には意味があったかも。デシベルも似てるかもね、まあそっちは知らないけど。
> デシベルは単位じゃない…比率だ。特定の、分かりにくい基準レベルに対する比率である限りはね、記事で言われてるみたいに。
それはさ、世界中が何千回も試してないって前提だろ。測定値は標準化されたコミュニケーションツールなんだよ。定義を変え始めたりしたら、色んなものが空中分解して頭に降ってくるようなもんだよ。
> Molesは原子が存在しない頃は意味があったかもしれないし、dBも似てるかも、まあそっちはわかんないけど、ってコメントに対して、
Molesは原子が存在するからこそ意味があるんだよ。
比率って結局一つの数でしょ。4:3は1.3333みたいに表せるし、片方がもう片方よりどれだけ大きいかを示すだけ。記事は読めたし理解できたよ。俺もEE歴8年だよ。結局比率は一つの数なんだ。例えばモニターの実際のサイズが1600 x 1200だとして、辺の比率は1600/1200で、これはただの一つの数。色んな表し方ができるだけ。特定の状況でアスペクト比が何を説明するために使われるかを理解するのに、少なくとも一つのサイズ+理解(単位(mm, px, …)とか)がないと、モニターの完全なサイズを計算できない。%とかppmとか、何でも同じ問題。どんな状況でも、数字が何を抽象化してるかを理解するには、常に定義が必要なんだ。
Decibelsは全くくだらないね。ケーブル屋さんで増幅や減衰を足し引きするだけなら便利だけど、ちょっとした変換や計算が必要になった途端、dBは理解や単純さを妨げるだけ。だって常に奇妙なdB表を調べる必要があるから。dB/Hzのスペクトルパワー密度を積分?まず現実のメートル法に変換した方がいいよ。コンデンサや抵抗、コイルをフィルターとしてはんだ付け?まず現実のメートル法に変換した方がいいよ。既成のフィルターしかdBで指定されてないし(変な慣習もいくつかあるから、まず現実のメートル法に変換して確認した方がいいし)。
でもさ、基準値は質的に(“静かな部屋”)ちゃんと定義されてるじゃん。それは「経験されるラウドネス」っていう話には十分なんだよ。log(3)を超えたら、log(0)の騒音が何だったかなんて大して問題じゃないんだよ。
他のImperial measurementが全部馬鹿げてるのと同じ理由だよ。完全に恣意的。1インチは3 barleycornsだけど、これのサイズは結構違う。12インチで1フィート、人間の足が良い測定値だからかな?3フィートで1ヤード、5280フィートで1マイル…これらは当時の基準では意味があったけど、もうそんな時代じゃない。Fahrenheitが人間の体温範囲で整数で細かい粒度を持ってるって主張はわかる。でもそれだけで他の全部が正当化されるとは思わないね、特に世界の他の国々がCelsiusでどうにかやってるのを考えると。
Decibelsを理解するのに役立った考え方は、次元解析とゲイン/減衰計算を同時に素早く行う方法ってこと。単なるDecibelsは(パワー)比率。これはパワーの乗法的変化を表せる。ゲイン(パワーアンプとか)はプラス、減衰(パスロスとか)はマイナスになる。単位なしの量だ。Decibelsは足し算ができる。10 dBのゲイン(x10)の後に20 dBのロス(x0.01)があると、-10 dB(x0.1)になる。“フレーバー付き”Decibelsは、何らかのパワー量を基準にしてる。例えば、dBmは1ミリワットを基準にする。だから2 mW / 1 mW = 2 = 10^(3/10) = 3 dBm。これらの量には関連する単位があるけど、厳密にはまだ無次元なんだ。
ここが重要な洞察。計算ごとに「フレーバー付き」Decibel値は一つしか持てない。例えば3 dBmの信号(2 mW)があるとする。それに普通のDecibel値をいくつでも足せるけど、単位はまだdBm。3dBm + 4 dB - 7 dB = 0 dBm。線形単位だと、2 mW * 2.5 * 0.2 = 1 mW。もし3 dBm + 0 dBmみたいなことしたら、線形単位だと2 mW * 1 mW = 2 mW²になって、たぶんやりたいことじゃないはず。
dBはややこしい。分野によって微妙に慣習が違う。皆、2倍を3 dBの変化みたいに話すけど、厳密にはパワー量に対してだけのはず。これらの「単位」の一部は足し算できるのに、他はできないってのも変。10とか20の係数もややこしい。
でも次元解析の観点から単位を考えると、Decibelsは見た目よりずっとまともで直感的だよ。
> “Plain” decibelsは単なる(パワー)比率。
> “Flavored” decibelsは何らかのパワー量を基準にしてる。
これはAffine spaceに似てると思うんだよね。もし俺の理解が正しければ、アフィン空間には絶対的な点と相対的なベクトルがある。型の観点から言うと:点 ± ベクトル = 点;点 + 点 = 無効;点 - 点 = ベクトル;ベクトル ± ベクトル = ベクトル。
Datetimesも同じ。絶対的なdatetime(例: 2025-05-23T05:16:35Z)と相対的なオフセット(+1分、-1日とか)がある。二つのdatetimeを足すことはできない。
単なるDecibelはベクトルで、フレーバー付きDecibelは点みたいな感じかな。
> 2 mW / 1 mW = 2 = 10^(3/10) = 3 dBm
これさ、まさにDecibelsをややこしくしてるやり方で間違ってるんだよね。3 dBmは絶対的なパワー値(約2 mW)だよ。2 mW / 1 mW は比率の2(約3 dB)だよ。
2 mW / 1 mW = 2 = 10^(3/10) = 3 dB。
2 mW = 2 * 1 mW = 10^(3/10) * 1 mW = 3 dB (1 mW) = 3 dBm。