鍵盤上字母排列的奧秘

文／趙維坤

電腦的普及使我們更加依賴在鍵盤上打字。現(xiàn)在大部分的鍵盤都使用QWERTY 開頭（又被稱為QWERTY 鍵盤）。大部分人也都習(xí)慣了這種字母順序，可以熟練到不看鍵盤，僅僅依靠肌肉記憶來敲出想要的字。但是，為什么鍵盤上的字母要以這種看起來毫無規(guī)律的順序排列呢？今天我們從統(tǒng)計(jì)學(xué)的觀點(diǎn)來認(rèn)識它。

這個(gè)統(tǒng)計(jì)活動(dòng)需要多名同學(xué)一起完成。大家隨機(jī)選擇英語教材中的任意一段閱讀材料（可以兩人合作完成），統(tǒng)計(jì)26 個(gè)字母及空格出現(xiàn)的頻數(shù)，填寫在下表中。

將所有同學(xué)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行匯總，計(jì)算26個(gè)字母及空格出現(xiàn)的頻率并填寫在下表中。

再將26 個(gè)字母及空格按出現(xiàn)的頻率從大到小的順序進(jìn)行排列。

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果，你能明白空格鍵為什么要設(shè)計(jì)在鍵盤中央靠下的位置了嗎？根據(jù)26 個(gè)字母及空格出現(xiàn)的頻率大小，以及手指在鍵盤上的操作規(guī)律等，請你說說這樣設(shè)計(jì)鍵盤的道理。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，你能提出其他的鍵盤設(shè)計(jì)方案嗎？

實(shí)際上，鍵盤的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，它涉及對用戶行為和習(xí)慣的研究，同時(shí)要考慮物理和技術(shù)限制。因此，雖然字母鍵的排列看起來沒有規(guī)律，但實(shí)際上是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的。

早期鍵盤是為打字機(jī)設(shè)計(jì)的。剛開始是按照英文字母表的順序，即“ABC”模型。打字原理是通過按鍵驅(qū)動(dòng)金屬臂，從而打出所需要的字母。在相鄰字母所聯(lián)動(dòng)的控制桿沒有完全回歸原位的時(shí)候，下一個(gè)字母便會(huì)堵住，讓打字員被迫停下來。所以，在打字員速度很快的時(shí)候，如果相鄰字母一直被卡住，反而拖慢了打字速度。于是，克里斯托夫·拉森·肖爾斯嘗試不同的字母排列方式，最終開發(fā)了QWERTY 系統(tǒng)，目的是讓經(jīng)常一起出現(xiàn)的字母之間保持一個(gè)合理的距離，讓打字員打字時(shí)手指移動(dòng)更多的距離，從而減少因卡住而浪費(fèi)的時(shí)間。這是目前對此鍵盤系統(tǒng)看似最合理的解釋。

這樣的鍵盤在打字時(shí)效率并不高，因?yàn)槿藗儜T用右手，但使用這樣的鍵盤，左手卻負(fù)擔(dān)了57%的工作。兩個(gè)小指及左無名指是最沒力氣的指頭，卻頻頻要使用它們。排在中間的字母，其使用率僅占整個(gè)打字工作的30%左右，因此，為了打一個(gè)字，時(shí)常要上上下下移動(dòng)手指頭。

1934 年，德沃拉克發(fā)明了一種能使左右手交替擊打更多單詞的新鍵盤——Dvorak鍵盤（如圖1）。這種鍵盤系統(tǒng)優(yōu)化了字母之間的距離，讓打完一篇文章手指移動(dòng)的距離顯著減少。例如，打完一篇英文短文，Dvorak鍵盤僅需要移動(dòng)30 米，而QWERTY鍵盤需要移動(dòng)54 米。不過，1956 年有一項(xiàng)系統(tǒng)的研究比較了這兩種鍵盤系統(tǒng)的打字速度，最后并沒有決出高下。

圖1

目前，QWERTY 鍵盤仍然是使用最多的鍵盤，這是一個(gè)非常典型的“劣勢產(chǎn)品戰(zhàn)勝優(yōu)勢產(chǎn)品”的例子。隨著計(jì)算機(jī)的大量普及，人們對于鍵盤的使用量開始迅速增加。在這一階段，鍵盤的擊打次數(shù)、可靠性和舒適性就會(huì)逐漸成為廠商研發(fā)的重點(diǎn)。