电话和计算器为何采用不同顺序数字键盘？

不知道大家有没有特别留意过电话和计算器的数字键盘？也许我们当中许多人都已经非常习惯它们的排列方式以至于忽略了两者之间的差别--计算器将7-8-9放在顶部，而电话则是将1-2-3放在顶部。

这样的排列方式似乎令人有些费解，因为它们的功能都是为了输入数字，难道是因为技术上的限制、还是因为发明者之间的专利之争、亦或是某些人认为的人体工程学问题？在没有明确解释的情况下，了解这些设备的历史和演变或许能够提供一些线索。以下为外媒TNW整理的部分内容：

打字机、收音机和计算器

据了解，键盘出现于第一次和第二次工业突破（1820年至1920年）之间的某个时候。18世纪末，一些发明家已经开始使用类似钢琴一样的机器进行实验。

然而直到1844年，一个叫Jean-Baptiste Schwilguć的法国人想出了第一个靠键盘驱动的计算器原型机。这台机器使用了从1到9的单排键盘。

不过在此之前还得提一提基于键盘界面的两位前辈：1943年，传Luigi Torchi展示了一个木制计算器原型机，其设计跟打字机类似；1822年，作家James White的《New Century of Inventions》展示了一套基于键盘的设备，上面有九个数字键。然而它们都没有经受住时间的考研也没有证据支撑它们。

Jean-Baptiste Schwilguć的计算器键盘

James White的计算器键盘

尽管如此，White的机器即使是一个概念的证明，但它也可以被看作是现代“直接操作”界面的最早例子。这个界面允许用户专注于输入，而不需要在意基础机制的操作如Pascaline或Arithmometers阵列。然而这些“想法”仍不能解释现代计算器使用相反的9-0排列的原因。

有理论称计算机是基于收银机打造的，而在货币意义之下数字0通常是按得最多的数字，因此将它保持在最底端看起来还是有它的理由。然而这个解释却存在事实错误，因为在早期的收银机（直到1893年）没有单独的0按钮、没有收银抽屉也没有收银员站在后面。

为了证明这个论点看看收银机的诞生过程非常重要。

1879年，在俄亥俄州Dayton拥有一家酒吧的James Ritty发现一些员工在窃取他的利润。为此，他在看到一种计算蒸汽船螺旋桨转数的工具后发明了一种具有顺时钟装置和一组数字键的机器。如此可见，现在的收银机的前身不是用来算钱的，而是用来记录一笔交易然后用让经理知道。

在1893年之前，早期的注册模型都有一个或两个水平排列的按钮，这些按钮显示预设值——10、15、20、30、35等等。直到1894年NCR型号79上市，才出现了三行垂直数字。

James Ritty的收银机

尽管如此，还有更早的证据表明竖直排列的设计已经被发明出来了。

1884年，Dorr Felt发明了一台能够解决大量运算的机器。这种机器是基于Pasacline机械结构、Thomas Mill机器布局和通心粉盒子打造。它被称为Comptometer,，一种拥有8列键盘的设备，键盘的数字从9（上）到1（下），每列代表一个小数位置。这时候，0这个数字还没有出现。

Comptometer布局

有趣的是，在那个计算设备还没有那么普及的时代，Felt为什么会选择9到1的数字顺序呢？

一个合理的答案可能跟一些机械决策有关，另一个有趣的解释是--从现代设计的角度来看--超越了机械原因。根据Comptometer操作手册，操作人员应该使用键盘上的最低值来输入数字。

Felt讲究的是效率，也就是把常用的按键放在手指可及的范围内。这种对效率的需求似乎导致了这种以用户为中心的设计布局，但它仍不被认为是一种用户友好的界面。

Comptometer及其竞争对手需要训练有素的用户来获得最大的生产力。另外，单手操作也很困难，尤其是在乘法方面。

到了1902年，Dalton成为了当时最流行的十键加法机之一，多列计算器被淘汰。Dalton是一台小型打字机，有两排五键，上面是24579键，下面是13068键。终于，O数字出现。

1914年，瑞典籍美国人David Sundstrand以Sundstrand Corporation的名义申请了№1198487专利。该专利能够进一步提高这些机器的可用性。他对键盘进行了重新排列使其成为一种更合乎逻辑、更自然的安排。这是基于3x3的布局--789放在顶部、尺寸更大的0放在底部，它可以单手操作并成为了所有加法机中使用最快的键盘。

这种布局成为计算器键盘的标准--甚至在100多年后。

Dalton计算器

Sundstrand10键计算器

从计算器到电话

那么计算器的发展是否证明了它对现代手机的影响？可能，但却无法给出直接的答案。曾发明并普及了长途电话技术的公司--贝尔电话公司在1887年开始在试验使用按键电话。

这是在旋转式拨号盘发明之前的事情--1892年，Almon Brown Strowger发明了旋转式拨号盘。1919年，西电公司将这种设备商业化，然而却从未得到普及，因为按钮都是跟数字无关的快捷键。

直到20世纪50年代，长途直拨电话才普及到更多社区。之后本地数字（通常为6位或更少）被扩展到标准的7位交换。然而打到另一个地区的长途电话是11个号码，第一个拨的号码是1。随着电话号码长度的增加，拨错的电话数量也不断增加，这让AT&T的工程师们怀疑这是不是因为运营商使用的按键收费系统造成的(下图)。

于是到了1955年，人们开始对十键电话机上数字和字母的预设位置进行了研究，接着又在1960年对按键电话机的设计和使用进行了人为因素工程学研究。在这项研究中，人们提出了多种见解，而这些见解形成了现代电话的设计。AT&T当时转向了一种名为Touch Tone的新频率，该频率原本为按键设备使用，确定哪种配置最适合用户对于这家公司来说是一件重要的事情。

这家公司测试了15种布局，然而令人惊讶的是，用户更喜欢从左到右、从上到下的布局。特别是2排5个数字水平排列版本（5-5-H）的速度跟现代3x3+1布局一样快。最终出于对紧凑风格和多功能性考虑，AT&T选择了3x3+1。而英国方面则选择了5-5-H布局。

设计决策和惯例

在设计决策中存在很多因素，比如技术及其局限性、人机工程学、用户感知和对现有格式的熟悉程度。后者似乎是最有力的标准，因为它是人们在数字时代最常见的选择。

除掉物理上的限制，屏幕空间限制了设计师的创造力。看看现在在用的Android或iPhone应用你会注意到，手机和计算器的布局都与一个世纪前发明的布局相似。

那么这是为什么呢？对于为什么数字应用程序仍然遵循传统唯一的真正解释是人们宁愿与熟悉的界面交互，而不是去学习新的界面。

Android 6（左）iOS 9（右）

事实上，Android和苹果iOS在其早期版本中当用户被提醒在web文本框中输入数字时都使用了手机按键作为默认界面。另一方面，Oculus Go在任何数字输入中采用了计算器界面。

Oculus GO键盘

那么为什么苹果和谷歌选择手机布局而不是其他的--甚至把字母放在数字下面呢？它们为什么不创建一个专门的数字小键盘优化手机的拇指触控或在VR设备中使用一种更容易指向设备的特殊键盘呢？

考虑到这两种历史布局都不利于速度，其唯一的优点应该就是可读性，而且最有可能的原因是软件中对现有模式的低维护成本和可重复使用性。