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律的順序排列呢？今天我們從統計學的觀點來認識它。

這個統計活動需要多名同學一起完成。大家隨機選擇英語教材中的任意一段閱讀材料（可以兩人合作完成），統計26 個字母及空格出現的頻數，填寫在下表中。

將所有同學的統計結果進行匯總，計算26個字母及空格出現的頻率并填寫在下表中。

再將26 個字母及空格按出現的頻率從大到小的順序進行排列。

從統計結果，你能明白空格鍵為什么要設計在鍵盤中央靠下的位置了嗎？根據26 個字母及空格出現的頻率大小，以及手指在鍵盤上的操作規律等，請你說說這樣設計鍵盤的道理。

根據統計結果，你能提出其他的鍵盤設計方案嗎？

實際上，鍵盤的設計是一個復雜的過程，它涉及對用戶行為和習慣的研究，同時要考慮物理和技術限制。因此，雖然字母鍵的排列看起來沒有規律，但實際上是經過精心設計的。

早期鍵盤是為打字機設計的。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動金屬臂，從而打出所需要的字母。在相鄰字母所聯動的控制桿沒有完全回歸原位的時候，下一個字母便會堵住，讓打字員被迫停下來。所以，在打字員速度很快的時候，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，最終開發了QWERTY 系統，目的是讓經常一起出現的字母之間保持一個合理的距離，讓打字員打字時手指移動更多的距離，從而減少因卡住而浪費的時間。這是目前對此鍵盤系統看似最合理的解釋。

這樣的鍵盤在打字時效率并不高，因為人們慣用右手，但使用這樣的鍵盤，左手卻負擔了57%的工作。兩個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，其使用率僅占整個打字工作的30%左右，因此，為了打一個字，時常要上上下下移動手指頭。

1934 年，德沃拉克發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）。這種鍵盤系統優化了字母之間的距離，讓打完一篇文章手指移動的距離顯著減少。例如，打完一篇英文短文，Dvorak鍵盤僅需要移動30 米，而QWERTY鍵盤需要移動54 米。不過，1956 年有一項系統的研究比較了這兩種鍵盤系統的打字速度，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，這是一個非常典型的“劣勢產品戰勝優勢產品”的例子。隨著計算機的大量普及，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、可靠性和舒適性就會逐漸成為廠商研發的重點。