‹

03. Units and Bases — Settling the Argument

03. Units and Bases — Settling the Argument

03. ​หน่วย​และ​ฐาน — ​ยุติ​ข้อ​ถกเถียง

The claim that is too strong

​ข้ออ้าง​ที่​หนักแน่น​เกินไป

A common statement, repeated by textbooks and by chatbots, is that river lengths obey Benford's law in any unit and any base. The objection is immediate: converting kilometres to feet multiplies every number by 3280.84, so the digits must move. The objection is correct, and the popular statement is false as usually phrased. What Roger Pinkham proved in 1961 runs the other way: if a digit law is to be independent of the unit, it must be Benford's, and no other law has that property. That is a conditional about laws, not a promise about datasets, and the difference is the whole confusion. Benford's law is unit-independent; a pile of numbers is not, unless it already happens to be Benford.

​คำกล่าว​ที่​ตำราเรียน​และ​แชท​บอท​พูด​ซ้ำ​กัน — ​ว่าความ​ยาว​แม่น้ำ​เป็นไปตาม​กฎ​ของ Benford ​ใน​ทุก​หน่วย​และ​ทุก​ฐาน — ​เป็น​เท็จ​ใน​แบบ​ที่​มัก​พูด​กัน ​ข้อ​คัดค้าน​มาทัน​ที​และ​ถูกต้อง: ​แปลง​กิโลเมตร​เป็น​ฟุต​คือ​คูณ​ทุก​ตัวเลข​ด้วย 3280.84 ​ตัวเลข​จึง​ต้อง​ขยับ ​สิ่ง​ที่ Roger Pinkham ​พิสูจน์​ใน​ปี 1961 ​ชี้​ไป​อีก​ทาง: ​ถ้า​กฎ​ของ​ตัวเลข​จะ​เป็นอิสระจาก​หน่วย​วัด ​กฎ​นั้น​ต้อง​เป็น​กฎ​ของ Benford ​และ​ไม่​มี​กฎ​อื่น​ใด​มี​คุณสมบัติ​นี้ ​นั่น​คือ​เงื่อนไข​ว่าด้วย​ตัว​กฎ ​ไม่​ใช่​คำมั่น​ว่าด้วย​ชุด​ข้อมูล ​และ​ความต่าง​ข้อ​นี้​คือ​ความสับสน​ทั้ง​ก้อน ​กฎ​ของ Benford ​เป็นอิสระจาก​หน่วย​วัด ​กอง​ตัวเลข​ไม่​เป็น ​เว้นแต่​มัน​บังเอิญ​เป็นไปตาม​กฎ​ของ Benford ​อยู่แล้ว

What the experiment shows

​สิ่ง​ที่​การทดลอง​แสดงให้เห็น

Running the test on real data settles it, and the book ships the script. The first 300 Fibonacci numbers span 62.35 orders of magnitude and conform closely to Benford under every multiplier tested and in base 8 and base 16, with a mean absolute deviation of 0.0023 to 0.0040. That is scale invariance: the unit changes and the answer does not. The 132 longest rivers span only 0.84 orders of magnitude, because such a list has a floor built into it, and they fail Benford in every unit tested. Their digits also move: 65.2 per cent lead with 1 in kilometres, 37.1 per cent with 3 in feet, 31.1 per cent with 5 in furlongs. Mean adult height across 195 countries spans 0.06 orders of magnitude and leads with 1 for 100 per cent of countries in metres and with 5 for 99.0 per cent in feet.

​รัน​การทด​สอบ​กับ​ข้อมูลจริง​แล้ว​เรื่อง​จบ ​และ​หนังสือ​เล่ม​นี้​แนบ​สคริปต์​มา​ด้วย ​จำนวน Fibonacci 300 ​ลำดับ​แรก​กิน​ช่วง 62.35 ​อันดับ​ความใหญ่ ​และ​เข้ากับ​กฎ​ของ Benford ​อย่าง​ใกล้ชิด​ภายใต้​ตัวคูณ​ทุก​ตัว​ที่​ทดสอบ ​รวมถึง​ใน​ฐาน 8 ​และ​ฐาน 16 ​โดย​ค่า​เบี่ยงเบน​สัมบูรณ์​เฉลี่ย (MAD) ​อยู่​ระหว่าง 0.0023 ​ถึง 0.0040 ​นั่น​คือ​ความไม่​แปรผัน​ตามมา​ตรา​ส่วน: ​หน่วย​เปลี่ยน ​คำตอบ​ไม่​เปลี่ยน ​แม่น้ำ​ที่​ยาว​ที่สุด 132 ​สาย​กิน​ช่วง​เพียง 0.84 ​อันดับ​ความใหญ่ ​เพราะ​รายการ​แบบนี้​มี​พื้น​ล่าง​ฝัง​อยู่​ใน​ตัว ​และ​แม่น้ำ​เหล่านี้​ตก​กฎ​ของ Benford ​ใน​ทุก​หน่วย​ที่​ทดสอบ ​ตัวเลข​ของ​มัน​ขยับ​ด้วย: 65.2 ​เปอร์เซ็นต์​นำ​ด้วย​เลข 1 ​ใน​หน่วย​กิโลเมตร 37.1 ​เปอร์เซ็นต์​นำ​ด้วย​เลข 3 ​ใน​หน่วย​ฟุต 31.1 ​เปอร์เซ็นต์​นำ​ด้วย​เลข 5 ​ใน​หน่วย​เฟอร์​ลอง ​ความสูง​เฉลี่ย​ของ​ผู้ใหญ่​ใน 195 ​ประเทศ​กิน​ช่วง 0.06 ​อันดับ​ความใหญ่ ​นำ​ด้วย​เลข 1 ​ใน 100 ​เปอร์เซ็นต์​ของ​ประเทศ​เมื่อ​วัด​เป็น​เมตร ​และ​นำ​ด้วย​เลข 5 ​ใน 99.0 ​เปอร์เซ็นต์​เมื่อ​วัด​เป็น​ฟุต

Why units rotate the circle

​เหตุใด​หน่วย​วัด​จึง​หมุน​วงกลม

Keep only the fractional part of a number's base-ten logarithm, and every number becomes a point on a circle of circumference one. Multiplying everything by a constant adds that constant's logarithm to every point, rotating the circle and changing nothing else. Benford's law is exactly the statement that those points are spread uniformly, and a uniform distribution is the only one a rotation leaves unchanged. So the question is never which unit, but how uniformly the data is spread on the log scale: Fibonacci sits 0.0106 from uniform, the rivers 0.3764, the heights 0.7357, and the digit tables follow those three numbers exactly.

​เก็บ​ไว้​แค่​ส่วน​เศษ​ของ​ลอการิทึม​ฐาน​สิบ​ของ​ตัวเลข ​ตัวเลข​ทุก​ตัว​ก็​กลายเป็น​จุด​บน​วงกลม​ที่​มี​เส้นรอบวง​เท่ากับ​หนึ่ง ​คูณ​ทุกอย่าง​ด้วย​ค่าคงที่​ตัว​หนึ่ง ​เท่ากับ​บวก​ลอการิทึม​ของ​ค่าคงที่​นั้น​เข้าไป​ใน​ทุก​จุด ​วงกลม​หมุน​ไป ​และ​ไม่​มี​อะไร​อื่น​เปลี่ยน ​กฎ​ของ Benford ​คือ​คำกล่าว​ตรงตัว​ว่า​จุด​เหล่านั้น​กระจาย​สม่ำเสมอ ​และ​การแจกแจง​แบบ​สม่ำเสมอ​เป็น​แบบ​เดียว​ที่​การหมุน​ทิ้ง​ไว้​เหมือนเดิม ​คำถาม​จึง​ไม่​เคย​เป็น​ว่า​หน่วย​ไหน ​แต่​เป็น​ว่า​ข้อมูล​กระจาย​บน​สเกล​ลอการิทึม​สม่ำเสมอ​แค่​ไหน: Fibonacci ​ห่าง​จาก​สม่ำเสมอ 0.0106 ​แม่น้ำ 0.3764 ​ความสูง 0.7357 ​และ​ตาราง​ตัวเลข​ตาม​เลข​สาม​ตัว​นั้น​ทุก​ประการ

Example: Rotating a plain ring leaves it identical; rotating a ring set with one diamond moves the diamond into view — only the featureless ring survives the turn.

​ตัวอย่าง: ​หมุน​แหวน​เกลี้ยง ​มัน​ยัง​เหมือนเดิม ​หมุน​แหวน​ที่​ฝัง​เพชร​หนึ่ง​เม็ด ​เพชร​เลื่อน​เข้ามา​ให้​เห็น ​มี​แต่​แหวน​ที่​ไม่​มี​จุดเด่น​เท่านั้น​ที่​รอด​จาก​การหมุน

Verdict. Benford's law is unit-invariant; datasets are not, and a dataset is Benford in every unit only if it was already Benford in one.

​คำตัดสิน. ​กฎ​ของ Benford ​ไม่​แปรผัน​ตาม​หน่วย​วัด ​ชุด​ข้อมูล​แปรผัน ​และ​ชุด​ข้อมูล​จะ​เป็นไปตาม​กฎ​ของ Benford ​ใน​ทุก​หน่วย​วัด​ก็ต่อเมื่อ​มัน​เป็นไปตาม​กฎ​ของ Benford ​อยู่แล้ว​ใน​หน่วย​วัด​หนึ่ง

Overturned if: a dataset far from uniform on the log-mantissa circle keeps the same leading-digit frequencies under a change of unit, breaking Pinkham's uniqueness result.

​จะ​พลิก​คำตัดสิน​ได้​เมื่อ: ​ชุด​ข้อมูล​ที่​ห่างไกล​จาก​ความสม่ำเสมอ​บน​วงกลม​แมนทิส​ซา​ลอการิทึม​ยังคง​ความถี่​ของ​เลข​นำ​ไว้​เท่าเดิม​เมื่อ​เปลี่ยน​หน่วย​วัด ​และ​นั่น​จะ​ทำลาย​ผลลัพธ์​ความเป็นหนึ่งเดียว​ของ Pinkham

Sources. 1961 · Roger S. Pinkham, "On the Distribution of First Significant Digits," Annals of Mathematical Statistics 32(4) — JSTOR · 1995 · Theodore P. Hill, "Base-Invariance Implies Benford's Law," Proceedings of the AMS 123(3) — AMS · 2026 · AICE, "The units experiment" — source/experiment.py

​แหล่ง​อ้างอิง. 1961 · Roger S. Pinkham, "On the Distribution of First Significant Digits," Annals of Mathematical Statistics 32(4) — JSTOR · 1995 · Theodore P. Hill, "Base-Invariance Implies Benford's Law," Proceedings of the AMS 123(3) — AMS · 2026 · AICE, "The units experiment" — source/experiment.py

บทถัดไป · 4 / 1204. When the Law Does Not Apply
Size
Page
Font

Benfords Law

❦
101. The Worn Pages — How a Library Book Gave It Away01. หน้าหนังสือที่สึกกร่อน — หนังสือในห้องสมุดเปิดเผยความลับได้อย่างไร202. The Mantissa Circle — Why the Law Exists At All02. วงกลมแมนทิสซา — เหตุใดกฎนี้จึงดำรงอยู่303. Units and Bases — Settling the Argument03. หน่วยและฐาน — ยุติข้อถกเถียง404. When the Law Does Not Apply04. เมื่อกฎนี้ใช้ไม่ได้ผล505. Hill's Theorem — Why Mixtures Converge05. ทฤษฎีบทของ Hill — เหตุใดการผสมผสานจึงลู่เข้าสู่จุดเดียวกัน606. The Auditor's Tool — Nigrini and Forensic Accounting06. เครื่องมือของผู้ตรวจสอบบัญชี — Nigrini และนิติบัญชีศาสตร์707. National Accounts — Transparency Between States07. บัญชีระดับชาติ — ความโปร่งใสระหว่างรัฐ808. The Election Error — Where the Law Was Abused08. ข้อผิดพลาดในการเลือกตั้ง — จุดที่กฎถูกนำไปใช้ในทางที่ผิด909. Science and Clinical Data — Integrity Screening09. วิทยาศาสตร์และข้อมูลทางคลินิก — การคัดกรองความสมบูรณ์1010. Second Digits and Beyond — The Fuller Law10. หลักที่สองและหลักถัดไป — กฎที่สมบูรณ์กว่า1111. What It Cannot Catch11. สิ่งที่กฎนี้ตรวจจับไม่ได้1212. The Procedure — Running the Test Yourself12. กระบวนการ — การทดสอบด้วยตนเอง