键盘是怎样炼成的:键盘的另类趣味发展史
打字机被誉为“欧洲人的文房四宝”之一,打字机的诞生被西方历史学家称为“人类文化史上继造纸术和印刷术之后的第三项文化工具发明”。
我们每天都在使用电脑,电脑键盘上的英文字母为什么是现在这样的布局,而不是按照它们自然的排列顺序,或者其他顺序?人们早就研究发现,这样的布局并不是打字最快的排列,但为什么一直沿用至今呢?
1.打字机上出现字母键盘
我们现在使用的字母键盘最早是出现在机械打字机上的。1868年,美国排字工克里斯托夫·拉森·肖尔斯发明了机械打字机,从此人们告别了“活字印刷”时代。机械打字机按键驱动一根根长杆,长杆上带着一个个小小的字锤,字锤隔着色带敲击在纸上,从而留下一个个字母印记。这个神奇的发明马上吸引了大众的目光,工厂纷纷生产,用户与日俱增。
起初,肖尔斯把键盘字母键的顺序按照字母表顺序安装,也就是说,键盘左上角的字母顺序是“ABCDEF”。这个排列顺序让打字员打起来飞快,但是相邻两个字母的长杆和字锤可能会卡在一起。为了解决卡键这个难题,肖尔斯请他的妹夫——一位数学家来帮忙。
这位数学家建议肖尔斯把键盘上那些英文字母中最常用的字母分开,以避免故障的发生。肖尔斯采纳了这个建议,将字母重新排列,形成了我们现在看到的“QWERTY”的布局。打字员使用这个键盘的时候,打字速度明显下降,也因此很少发生卡键的情况了。
1971年底的一天,英国工程师雷·汤姆林森在互联网的前身阿帕网上编写了一个程序,经过几次尝试后,程序成功运行了,一段信息呈现在了另一台电脑的屏幕上。汤姆林森当时还没有意识到,这是世界上第一封真正意义上的电子邮件。二十多年后,汤姆林森被问及邮件的内容时,他答道“或许是QWERTYUIOP”。汤姆林森当时只把这封邮件当成一次普通的程序运行尝试,随手输入的正是100年前肖尔斯在字母键盘上布局的第一行的10个字母。
2.盲打确立“QWERTY键盘”霸主地位
发明“QWERTY键盘”布局的肖尔斯告诉公众,打字机键盘上字母顺序这样排列是最科学的,可以加快打字速度。但事实并非如此。
对于英文输入来说,大多数打字员惯用右手,但使用“QWERTY键盘”,左手却负担了57%的工作。两个小指及左手无名指是工作最吃力的手指,却频频要使用它们。排在中列的字母,其使用率仅占整个打字工作的30%左右。而且,为了打一个单词,时常要上上下下移动手指。对于打中文来说,这种问题同样存在。
1879年,克兰德尔发明了把字锤安放在圆柱套上的打字机,从而完全避免了卡键问题。卡键问题迎刃而解了,设计更加合理的“IDEAL键盘”出现了,它把构成70%英语单词的字母放在打字机的基准行,也就是三行字母键的中间行。随后,又出现了很多不同字母排列的键盘与“QWERTY键盘”竞争。
1888年7月25日,美国辛辛那提举行了一场打字比赛,来自盐湖城的法庭速记员麦古瑞使用“QWERTY键盘”打字机展示了他的盲打技术。提前背熟了字母位置,合理分配了指法分工,麦古瑞的错误率只有万分之三。这种熟记键盘的盲打方式征服了在场所有人,麦古瑞以绝对的优势获得冠军和500美元的奖金。
这一事件使美国打字机产业在键盘布局这个问题上迅速倒向“QWERTY键盘”。从此以后,很多人效仿这种盲打技术,美国甚至开始有了专门培训打字员的学校,“QWERTY键盘”成了打字机的通用键盘。
3.键盘布局多次改革均未成功
进入20世纪后,键盘布局之争再次兴起。20世纪30年代,华盛顿大学教授奥古斯特·德沃拉克发明了一种新的字母排列方式,可以使左右手能够交替击打更多的单词,这个键盘可缩短训练周期1/2时间,平均速度可以提高35%。
新的键盘布局被称为“DVORAK键盘”。其布局原则有三项:尽量左右手交替击打,避免单手连击;越排击键平均移动距离最小;排在导键(即双手食指放置的键)位置应是最常用的字母。
在“DVORAK键盘”的主行排列着“AOEUIDHTNS”,都是字母使用频率表中排在前列的,而最下面一行的那些字母都是较少使用的。按照设计者的解释,70%的按键都可以单单靠敲击主行字母完成,另外22%的按键靠最上面一行,只有8%在最下面一行,可以使手指不用总是上下换来换去,符合人的正常习惯,左右手、各个手指之间的任务量分配也更加合理,右手的平均使用时间超过了左手,符合大多数人的使用习惯。
二战期间,美国海军曾做过一个实验,研究的结论是:用“DVORAK键盘”要比用“QWERTY键盘”培训打字员有效得多。不过,直到1975年德沃拉克去世,“DVORAK键盘”也没有被市场所接受。尽管苹果II型计算机从“QWERTY布局”转向“DVORAK布局”,并且通过商业广告劝说人们放弃“QWERTY键盘”,但这种做法显然没有产生效果。
20世纪70年代,一位叫理连·莫尔特的发明家又对“DVORAK键盘”作了进一步改进,不仅考虑了字母位置的排列,还将键盘做成弯曲的形状,分为左右两部分,分别由两只手控制,这一设计可以使打字员在打字时身体保持舒服的姿势,手腕不容易酸痛和损伤。
这个以发明者名字命名的“MALT键盘”,比“DVORAK键盘”更加合理、高效。它改变了原本交错的字键行列,并使拇指得到更多使用,不仅仅用来敲击“空格键”,同时使“后退键”及其他原本远离键盘中心的键更容易触到。不过,让工程师们不愿意接受的是,“MALT键盘”需要特别的硬件才能安装到电脑上,所以这种键盘也没有得到广泛应用。
4.老式键盘为何难被替代
从人机工程学角度分析,“QWERTY键盘”有很多缺陷。首先,英文26个字母实际使用的频率是不同的,最常见的字母E出现的频率高达12.702%,字母T也有9.056%。与之相比,字母Q出现的频率仅有0.095%,最少出现的Z则只有0.074%。按照键盘打字的指法,在键盘的三行中,中间一行是主行,应该尽量把出现频率较高的字母(如E、T、A、O、I)都放到中间一行。但实际情况是,“QWERTY键盘”在设计时为了故意减慢输入速度,把这些键分散到了上、中、下三行,我们在打字时,手指要不停地上下移动。有人曾做过统计,使用“QWERTY键盘”,一个熟练的打字员8小时内手指移动的距离长达25.7公里!而不经常使用的字母J、K(排在倒数第四、第五位)占据了主行的两个位置,比较经常使用的M、N却设置在了最下面一行不显眼的位置。