为什么是QWERT,不是ABCDE?

1971年底的一天,英国工程师雷•汤姆林森(Ray Tomlinson) 在互联网的前身ARPAnet系统上编写了一个程序,经过几次尝试后,程序 成功的运行了,一段信息呈现在了另一台电脑上的屏幕上。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 ,当电子邮件成为日常生活不可缺少的一部分时,作为历史上的伟大瞬间的缔造者的汤姆林森被问及邮件的内容时,他答道“或许是 QWERTYUIOP”。与人们想象的“Hello”,“How are you”一类内容不同,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,随手输入了计算机键盘上第一行的十个字母。  很多人第一次接触电脑键盘时,都会问这样的问题,电脑上键盘的第一行为什么是QWERTYUIOP,而不是按照字母顺序排列的ABCDEFGHIJ?如果那样的话就不需要花时间记住每一个字母键的位置了。  这个问题要由键盘最早的发明者来回答。你或许不知道,键盘的历史比计算机的历史还要早很多,虽然世界上第一台计算机在20世纪四十年代出现,个人使用的小型计算机到70年代才开始出现,但是作为现在计算机一个组件的键盘在19世纪70年代就出现了。  键盘最初是出现在1868年美国人Christopher Latham Sholes发明的机械打字机上,作为世界第一台商用的机械打字机,使人们彻底告别了“活字印刷”的时代,当时“这台神奇的机器可以将一个个字母整齐、准确的打在羊皮纸上”,马上吸引了众多工厂购买专利进行生产,大量政府、公司职员去购买使用。 typewriter.gif 最初这台打字机的键盘分布就是按照ABCDEFGHIJ的顺序,但是在实际中却出现了问题。你或许会猜是不是这种排布不利于提高打字速度?正相反,这种排布的打字速度太快了!受当时的机械设备的限制,如果打字员打字的速度过快,打字机相邻键杆撞在一起而发生卡壳。所以Christopher Latham Sholes对他的发明进行了改进,人为地降低了一些常用字母的输入速度,设计了QWERT式的键盘,也就是我们现在使用的键盘。 qwerty.gif 后来打字机的设计水平得到了提高,卡壳的现象几乎不再出现,到了20世纪中期,电子键盘代替了机械键盘,对输入速度过快的担心完全成了杞人忧天了,QWERT式的键盘几乎成了昨日黄花。  与此同时,在20世纪,经过了蒸汽机时代和爱迪生时代后,各种各样的机器和新发明走进了人们的身边,同样的机器,怎样设计可以使用户使用更加方便,怎样设计可以使这些产品更加人性化逐渐成了一个棘手的问题,于是出现了一门新的学问——人机工程学。从人机工程学角度分析,QWERT式的键盘或许是人类历史上最糟糕的发明之一,有很多缺陷。  首先,英文26个字母在实际中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,QWERT式的键盘在设计时为了故意减慢这些键的输入速度,把他们分散到了上、中、下三行,我们在打字时,手要不停的上下移动。有人曾作过统计,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,一天下来疲惫不堪。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,而比较经常使用的m,n却设置在了最下面一行不显眼的位置。  从左右手的工作量来看,我们平常使用的键盘对于左手是不公平的,据统计有57%的击键由左手完成,而大多数人都不是左撇子。有一些常用词像was,extra完全要用左手完成,这让打字员的右手可以忙里偷闲,左手却成了“苦劳力“。  根据每一只手各个手指的工作量统计,也是不合理的,与手指的力量和灵活性不匹配,例如瘦弱又不灵活小手指经常受“欺负”,承担的负荷过大。  看来,QWERT式的键盘似乎是一个“充满杯具”的键盘设计。1936年美国人Dvorak根据以上的这些研究发明了一种新型的键盘  400px-KB_United_States_Dvorak_svg.png !  在这种键盘上,可以看到,在主行,AOEUIDHTNS都是字母频率使用表中排在前列的,而最下面的一行的那些字母都是较少使用的。按照Dvorak的解释,70%的按键都可以单单靠主行完成,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。Dvorak键盘还可以使左右手、各个手指之间的任务量分配更加公平,右手的平均使用时间也超过了左手,不再出现左撇子现象。  在20世纪70年代,一位名为Lilian Malt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,分别有两只手控制,这一种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。  尽管DVORAK键盘和Malt键盘在易学性、输入速度、人体保健等方面都好于QWERTY键盘,当时很多人也乐观的预计它们大有发展潜力,会很快取代现有键盘,但是实际情况却是,时至今日,计算机前的敲打着键盘仍然是QWERTY键盘,DVORAK键盘和Malt键盘“出师未捷身先死”,完全没有走入市场。  人们普遍认为,QWERTY键盘作为过时的东西仍然活跃在舞台上的原因主要在于它的先入为主,尽管存在种种缺陷,但是成千上万的使用者已经熟练使用它,加上产品已经成型,电脑从业者也不希望费力地改变与键盘相关的各种硬件软件,引入新的键盘。  不过,QWERTY键盘也不会永远存在于世上,语音识别、手写输入、触摸、点击输入和其他各种更先进的输入方式都有可能有朝一日取代键盘的存在。

诞生于MIT多媒体实验室,已经或即将改变世界的9个天才思想

译者 阿森納王子

We may not know what the future holds, but we can take a pretty good guess where it will come from: MIT’s Media Lab. The renowned Cambridge workspace throws imaginative people of different disciplines together and encourages them to learn by building, tinkering, and designing. The new issue of The Atlantic has a feature illustrating the unusual design of the Media Lab’s building, and online we’ve got an interview with the Lab’s new head, Joi Ito, talking about science, art, and the Lab’s collaborative ethos.

我们或许不知道未来会发生什么,但是我们还是很能猜得到未来将被谁改 写:MIT的多媒体实验室。著名的剑桥工作间把一群有想象力的年轻人聚集到了一起,并鼓励他们通过自己制作、熔补和设计来学习。最新的一期 Atlantic退出了一个专题节目来举例说明了这个多媒体试验室大楼不同寻常的设计,我们通过网络找到了实验室的新室长,Joi Ito,和他谈了谈关于科学、艺术和实验室内部良好的合作氛围。

But what do they make there? Below, we present nine powerful ideas born of the Media Lab.

可是在这实验室里他们都做出了什么?下面,我们就要展示9个最强大的诞生于这个实验室的思想。

This cheap, durable computer, developed with the One Laptop Per Child campaign, is now being used by over two million students and teachers in 42 countries.

XO LAPTOP(Xo 笔记本)

这款便宜又耐用的电脑是在“一个孩子一台电脑”活动中被开发出来的。现在这款机器在全世界42个国家中有超过200万人使用。

The E Ink inside Kindles and Barnes and Noble’s Nook allows the e-reading devices to run for days without a charge.

E INK (电子墨水)

内嵌在Kindle,Barnes和Noble’s Nook等读书设备中的电子墨水(E INK),可以让设备连续工作N天不用充电。

This $2 device can clip to a smartphone and give an accurate eyeglasses prescription in just two minutes. Not yet commercially available.

EYENETRA(眼睛度数测试器)

这个售价只有2美金的仪器可以夹在任何一个智能手机上面,并在两分钟之内测出精准的眼镜度数。目前还没有正式发售。

The popular video game is based on an idea for a musical instrument game controller that came from the Lab.

GUITAR HERO(吉他英雄)

这款很有人气的电子游戏就是基于这个实验室提出的乐器游戏理念。

The programmable brick developed at the Lab lies at the heart of Lego Mindstorms, programmable Lego kits that have inspired competitions around the world.

LEGO MINDSTORMS(乐高机器人)

这个实验室发明的可编程式积木是乐高机器人(LEGO MINDSTORM)的核心,全球有很多基于可编程式的乐高装备的比赛。

The PowerFoot closely imitates the internal workings of an ankle and the surrounding muscles, providing users with the opportunity for a natural, easy gait.

POWERFOOT BIOM(生物医学模拟踝关节)

Powerfoot这个仪器很好的模拟了踝关节内部和周围肌肉的工作原理,让用户可以更自然轻便的走路。

A visual programming language lets kids learn about computers programming while creating their own stories, animations, and games.

SCRATCH(乱写乱画学编程)

这款可视的编程语言让孩子们在创造自己故事、动画、游戏的同时学会了电脑编程。

This collapsible car designed by the Media Lab’s Smart Cities team runs on electric power and can park in just the third of the space of a regular car.

CITYCAR(新型城市用车)

这种由MIT多媒体试验室“科技城市”小组发明的可折叠轿车使用电力做动力,并且只需要正常车1/3的空间来停车。

The Media Lab’s late Stephen Benton (1941 – 2003) was one of the pioneers of holographic imaging and video, and his work continues to influence the fields of medicine and art.

HOLOGRAPHY(全息摄影)

已去世了的Stephen Benton(1941-2003),全息成像的先创者之一也曾是多媒体实验室的一员,他的成就到现在还影响着制药和艺术领域。

E Ink 显示技术的未来

E Ink Macro

随着电子阅读器售价的降低,E Ink 显示屏正被越来越多的人所知晓。E Ink 公司营销副总裁 Sriram Peruvemba 前几天在 IFA 展会接受 Charbax 的采访,分享了很多关于 E Ink 未来发展的信息。

柔性

E Ink 的下一步是让整个显示屏改为塑料材质。现在的 E Ink 屏本身已经是塑料,可以弯曲。但这一代 E Ink 屏背面都采用玻璃层,所以整个屏幕无法弯曲并且易损。E Ink 下一步将要让整套屏幕完全改用塑料材质。

Peruvemba 拿出一张内嵌 E Ink 屏的信用卡放在桌上,身边一位工作人员一拳砸下去,屏幕毫无损伤。全塑料化的柔性 E Ink 屏提供更好的抗损能力,从而可以减少外部保护措施,让阅读器或其它设备变得更加轻薄,向整机可弯曲的类纸形态发展。

E Ink Credit Card

Peruvemba 介绍说全塑料 E Ink 屏目前的主要问题是工厂需要时间转产,这是因为目前生产的 E Ink 屏底部主要还是采用玻璃。

彩色

彩色 E Ink 屏也是很多人关心的东西。这种屏幕已经开始大批量生产、出货,相关产品今年就能上市。

Color E Ink

E Ink 彩屏的像素和灰阶屏完全相同,依靠屏幕表面的 RGB 滤色镜实现彩色显示。这种方式的好处是耗电和灰阶屏同样低,坏处是滤色镜会降低透光率,影响屏幕亮度。为了解决这个问题,E Ink 一方面试图压缩彩屏厚度,增加透光率;另一方面 E Ink 也在尝试增大单个像素面积,让单个像素吸收更多光线。设备自带前置光源也在考虑之中,但不会作为标准,因为这样会增加耗电。

至于色彩方面,目前量产的 E Ink 彩屏仅支持 4096 色,对于电子杂志等内容的阅读来说明显不足。当被问及 E Ink 彩屏相比 LCD 有何优势时,Peruvemba 的回答是 E Ink 可读性更好、更省电、阳光直射下可视、在做成大屏幕之后比 LCD 更轻。

未来

E Ink 今年的屏幕出货量预计将在 2500-3000 万块,远高于去年的 1000 万和前年的 300 万——每年基本翻三倍,很了不起的数字。而且这个出货量仅限于电子阅读器所用屏幕,不包括各种大量出货的小屏幕,比如 E Ink腕表:

E Ink Watch

阿迪达斯的室内标牌:

E Ink Indoor Sign

MiFi 等设备的状态显示:

E Ink MiFi

尽管 E Ink 总被拉来和 iPad、Android LCD 平板设备相比,但这些东西实际毫无可比性。随着成本的降低,E Ink 屏纯显示状态不耗电、可弯曲、阳光下显示清晰的特性会越来越突出,并最终融入到我们身边的各种原本根本没有显示屏的设备中。这将是一个远比平板电脑、电子 出版社相关设备更为广阔的市场。

从:爱范儿

电力驱动:运输业发展的方向?

现代社会人类的活动范围越来越大,使用的物资的来源越来越广,物资的交流越来越频繁。每时每刻,都有无数的飞机,轮船,火车,汽车等等各类交通工具匆忙来往于各地,维持着现代社会的正常运转,这就是运输业。

运输业是能耗大户,消耗着人类活动百分之二十的能源。与人类其他活动复杂丰富的能源来源不同,运输业使用的能源形式相对单一:石油为运输业提供了百分之九十五的能量。

石油:时代将尽


运输业选择石油的原因非常简单:石油产品的使用非常方便,各种内燃机技术非常成熟;石油产品还可以很方便地存储,随用随取;石油产品的能量密度很高,一公 斤就可以存储相当于十几度电的能量;石油的供应量也巨大,目前每天八千五百万桶的产量至少还可以维持十数年。这些特性,目前还没有任何其他的能源可以与之 相比。

但是石油的大规模应用也带来了很多问题。石油是碳基燃料,其开采,炼制,运输,使用过程中排放的温室气体超过人类活动排放温室气体总量的四分之一, 这还是中远期的影响。在石油开采地,石油自身带来的环境代价就非常严重,去年美国墨西哥湾的深海采油泄露事件就是一个很典型的石油开采导致的生态灾难。而 小规模的泄露事件更是经常发生,甚至连新闻都缺少了报道的兴趣。石油资源的分布也非常不均匀,重要产地往往也是政治敏感地区,随时威胁着石油供应的安全。 所以如果有办法,人们还是需要寻找石油的替代品。

即使不考虑石油的环境影响,人们也需要寻找石油替代品了,原因也很简单,石油要不够用了。石油曾经是非常廉价的能源,一桶石油提供的能量,曾经可以 把三五十桶的石油开采到地面,加工成成品,送到用户面前。但是,随着超过一点二万亿桶石油已经被人类消耗,这类开采方便廉价的石油已经所剩不多。人们已经 开始开发那些并不方便的石油资源,比如深海开采,油砂,页岩油等等。这些非常规石油资源的开采需要消耗大量的能量,提升了石油开采的成本,也给环境带来更 大压力。可以说,廉价石油的年代已经结束了。

更麻烦的是,这些非常规石油资源也不是无限的,石油的开采高峰很可能已经近在眼前,可开采的石油资源可能在几十年最多百多年左右枯竭,而运输业却是 能量消耗增长最快的领域。人类要满足自己对于运输的需求,必须寻找其他的能源方式,必须改变目前已经成熟的运输方法。在这个背景下,电动车辆,就成了运输 业的一个重要选择。

电动车:优势与限制

 

可以说人类的运输必然要走向电驱动。曾经承担运输业主力的铁路已经大部分完成电气化,对于运输业里面消耗最多能量的公路运输来讲,电动汽车也是必然的发展方向。电动车自身有很多好处,最大的优点,就是在使用端零排放。这样,目前困扰着大城市的汽车粉尘、有机烟雾、一氧化碳、氮氧化物排放等等直接污染就可以 立刻得到缓解,为减轻城市的环保压力作出贡献。同时,电动汽车使用的是电力,可以摆脱对石油的依赖。而因为可再生能源大多数都在以电的形式被应用,随着电 的来源越来越清洁,电动车所带来的环境优势将会更加明显。

但是目前的电网的确不够清洁。目前世界大部分国家的电力来源仍然以煤炭和天然气为主,而煤炭火力电站的污染非常严重,不仅仅排放大量的温室气体,煤 炭火电还会产生硫化物,氮氧化物,颗粒污染物等的排放,甚至煤炭利用造成的核污染也远远高于核电造成的核污染。由于矿山安全问题,煤炭开采的生命代价也很 高。此外,目前的技术水平下,电动车的制造与传统内燃汽车相比也要消耗更多的资源,造成更大的环境危害。综合下来,目前阶段在很多国家推广电动车,从生命 周期角度考虑并没有多少环保优势,可能只是造成污染转移。甚至可能电动车在生命周期中排放更多的污染物。中国去年就有研究表明,根据目前的电网结构,普及 电动车的环保好处有限,硫排放和氮氧化物排放都比汽油车高上数倍;美国相关的研究也显示,目前阶段全电车的生命周期环境代价高于内燃气车。

电动车自身的技术也有待突破。人们现在已经习惯了内燃汽车带来的方便,一箱油五六百公里的行程成了标准要求。但是对于电动汽车来讲,这个行程需要携 带的电量就太大了。由于目前电池技术水平的限制,单位重量和体积所携带的能量太低,大多数全电动车的行程仍然只能被限制在一两百公里之内。超过这个行程 后,电动车的重量增加太多,效率降低,制造成本也大幅度升高,推广面临困难。而这么短的行程用户是否接受,是否愿意改变用车习惯,还需要在实践中摸索,电 池技术恐怕仍然需要更大的突破。

充电速度也是一个电动车推广过程中需要解决的问题。目前的常规技术的充电速度很慢,往往需要几个小时,虽然理论上说可以利用后半夜用电低谷的时候充 电几个小时,但是在实际应用中,一辆本来行程就不长的车经常处于缺电状态,显然无法应付一些突发事件,用户能否接受,也需要实践考验。当然针对这个问题, 也有了很多解决办法,比如快速加电站,比如电池更换等等,这些新概念给解决这个问题带来了希望,不过实际效果如何,仍然需要实践检验。

针对全电动车的这些问题,混合动力汽车就成了一个不错的选择。油电双驱动的混合动力汽车已经成功在市场上运行了十几年,其超低的油耗在目前高油价的 背景下越来越受到用户欢迎,加入这个行列的制造厂家越来越多。不过目前的油电双驱动汽车仍然使用内燃机,更像是一个节油效果很好的内燃汽车,并不能使用电 网的供电。

插入式混合动力车就更像是电动车了。插入式电动车平时依赖电网充电,进行能源补充,所携带的能量足够短途使用。在进行长途运行的时候,插入式电动车 又可以使用燃油,通过燃油燃烧发电来提供电力。这样,在使用的大多数时候,插入式电动车都可以使用电网提供的电力,同时也解决了长途运行以及紧急情况下的 使用问题。另一方面,由于内燃机只用于发电,可以保持在效率最高的工作状态下运行,也可以进一步提高燃油的利用率,降低对环境的影响。这个方案,在很多国 家被视为目前阶段电动车的重要发展方向。

无论如何,电动车非常可能是未来运输的解决方案,虽然目前在实际应用中仍然有一些技术问题,但是随着各国政府对电动车发展的重视,大的车辆制造企业 加大研发投入,相信这些问题终将得到解决。目前已经进入到电动车的工业推广尝试阶段,在较大应用规模中寻找暴露出的具体技术问题,寻找推广方法模式,为大 规模商业推广进行相关技术准备,积累经验。也许二三十年后,电动车就可以占到重要的比例,最终摆脱对石油的依赖。

蜡烛火焰中发现纳米钻石颗粒

根据发表在英国《化工通讯》杂志的报告,英国华人学者周午纵和同事发现,在蜡烛火焰中存在着纳米级钻石颗粒,将来可能发现较低成本生产钻石的途径。 这项研究源自一次闲聊。英国圣安德鲁斯大学化学系教授周午纵想出了一个方法,研究小组的苏梓学博士进行了实验,结果发现,火焰中含有碳的所有四种形态,即无定形碳、石墨、富勒烯和钻石。人们知道,在蜡烛火焰底部是碳水化合物,火焰顶部的产物是二氧化碳,而对火焰之中发生了什么,细节并不清楚。本次研究首次揭示了碳元素在火焰之中还会发生如此丰富多彩的变化。周午纵说:据估计,在蜡烛火焰闪动的每一秒,都会产生大约150万个纳米尺度的钻石颗粒。

13岁男孩根据斐波那契数列发明太阳能电池树

一名13岁的男孩根据斐波那契数列发明了太阳能电池树,其产生的电力比太阳能光伏电池阵列多20-50%。 斐波那契数列类似从0和1开始,之后的数是之前两数的和,如0,1,1,2,3,5,8,13,21…Aidan Dwye在观察树枝分叉时发现它的分布模式类似斐波那契数列,这是大自然演化的一种结果,可能有助于树叶进行光合作用。因此,Dwye猜想为什么不按照斐 波那契数列排列太阳能电池?他设计了太阳能电池树,发现它的输出电力提高了20%,每天接受光照的时间延长了2.5小时。

IBM宣布创造出模拟大脑神经系统的芯片

蓝色巨人宣布,它与四所大学及DARPA合作,创造出一种模拟大脑处理信息方式的试验性芯片。 在大脑内部,信息是被并行处理,计算和记忆是相互交织在一起。每个神经元都连接着许多其它神经元,这些连接的强度会随着大脑的学习过程而持续变化。此种动 态过程被认为对于学习和记忆至关重要。IBM获得了DARPA的2100万美元资助,与四所大学合作研制了认知计算芯片原型,模拟大脑神经系统的信息储存 和处理方式。未来,此种芯片也许能模拟和超越大脑的感知、交互和识别能力。IBM目前共研制出两个可工作原型,采用45nm制造工艺,包含256个神经 元,1个包括262,144个可编程突触,另一个包含65,536个学习突触。IBM研究人员已用其成功演示了导航,机器视觉,模式识别,联想记忆和分类 等简单应用。