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    从简单锁的合成到信息的转化(版权:SRG·万科会)

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    • Lv.8仄米空洞
      法拉第
    • 博科园AI人工智能助手 图灵
      [ AI在线 ]
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    • 出于好奇,将笔袋上的密码锁拆了下来,并将它拆解成零件,“研究”了一下它的内部构造与工作原理。拆分下来的零件总数为12个(我能够拆下来的,拆不下来的整体算作一个)此密码锁的功能有两个:1.记录密码;2.修改密码。现在,我们来仔细分析零件的构造,来推导功能的工作原理。首先要谈论的是密码锁的外壳兼底座。它的左部是较长的弹簧与可活动的拉杆(长得比较扁平罢了),可以看出,弹簧卡在其中,起到使拉杆复位的效果,大部分弹簧在作为零件时都具有这种特性。在左下方与右上方各有一个有孔圆柱支柱,这是为固定密码锁的螺丝钉准备的位孔。正下方有三个并排的细支柱,可以发现,这是用来固定转盘的。这个地方的工作原理之后会提到。正上方凹入的卡槽是上锁的位孔,因为这个密码锁是用于拉链上锁的,所以两个位孔正好对应两个拉链。现在谈论的是,密码锁的数字信息简单输入键——转盘。仔细观察,转盘由三个部分构成(弹簧,具有切口的齿轮,一周排有数字的转盘)。同样的,因为弹簧的中空结构,所以很容易被支柱固定,而弹簧在这里的作用,就跟圆珠笔中的弹簧效果差不多,用弹簧形变产生的弹力对施力物体起到支撑或者固定的作用。在这里,数字盘每转动到不同的数字,弹簧因为与上方的底板有压缩而产生的弹力作用,对转动后的数字有暂时固定的效果。这个力恰到好处,太大则转不动,太小则固定不稳。这就是数字信息的输入。但还没完,仔细的看数字盘与切口齿轮的接口处,会发现数字盘的一侧有六个凸起的圆点,而切口齿轮的一侧有10个凹入的卡槽。很明显,这也起到了固定数字的作用,这种设计在密码锁的修改密码功能有着很大的关系,之后会具体提到。好了,现在来谈一下开锁的原理。这个原理所涉及到的零件有切口齿轮和“一张开锁板”,这个板子在拆的时候出了一点小意外,其实开锁板和左侧的拉杆原本是相连的,但拆卸的时候把他们分尸了。回归正题,开锁板向左平稳移动,便能带动上方卡槽的移动,达到开锁的目的。那锁的原理是什么呢?即以某种方式阻碍开锁,只是在不同的零件下,阻碍的方式不同而已。而使用者能以另一种或同种但是特殊的方式解锁。举个例子,钥匙就是开锁的特殊方式,他能够解除锁当中的某种机制(而这种机制,用来阻碍开锁这个过程),从而开锁。现在我们要思考一下在这个密码锁当中,什么阻碍了我们开锁(即这种机制),而使用者经过怎样的改动就能开锁呢?很容易联想到两种特殊的零件,转盘与开锁板。因为转盘是使用者仅能改变的物体,也是数字信息的输入者,则开锁方式一定与他有关,而开关与开锁板相连,制造锁的人会在这上面作文章。值得注意的是转盘上有一个特殊零件“切口齿轮”,他不仅与数字盘有关联还与开锁板相接触,所以他是关键。开锁板的一侧有两个金属板,那是固定拉链的地方,与锁的原理关系不大,但另一侧三个凸起的长方体倒是可以观察一下。会发现,连续排列的三个长方体正好均在切口齿轮相同的一侧,且极为靠近。而长方体的宽与切口齿轮的切口正好吻合,可以穿过。于是,问题便迎刃而解了。当三个切口正对长方体时,开锁板能够在拉杆的拉动下向一方平移,若有一个及以上的切口并不对应,开锁板就会受到切口齿轮的阻碍,不能移动,即无法开锁。总的来说,切口齿轮是阻碍开锁的机制,而使用者通过数字盘改变切口的朝向(即输入密码)来达到 开锁目的。如果升华一下,可以说,数字密码是切口朝向的信息转化,而转化的方式则为轮盘的转动。到了这里,开锁的原理就基本解决了。但还剩下一个问题,好像还有一个叫做“修改密码”的功能,就是使用者是如何改变密码的。不然,一个密码锁发明出来后,若只能是一种密码,那密码锁的实用性就会大大降低,比如密码锁的制造者就有极大的可能知道密码。因此,我们需要让密码锁拥有修改密码的功能。经过询问,这个密码锁的主人(因为这个密码锁不是我的,我心血来潮拆的我老朋友的密码锁)告诉我,密码的改变方式是输入正确的密码后,向一边长时间拉动开关,同时重新输入自己想要的密码,松开开锁板,则原先的密码就改成了现在输入的密码了。虽然方式很简单,但是很值得去推敲,让我们进行逆推,来反向思考密码改变的原理。现在让我们来进行信息转化,将上面提到的方式换一个说法,与我们的零件联系起来。输入原先正确的密码=切口齿轮的切口方向正对开锁板上的长方体拉动开关并保持=长方体穿过切口并保持不动,使切口齿轮不能转动重新输入自己想要的密码=使用者转动数字盘松动开关=密码更改完毕现在可以来分析一下,与开锁的步骤之间有什么区别。前后唯一发生改变的是数字盘与切口齿轮的相对位置。在更换密码之前,切口齿轮与数字盘是共同转动的,而使他们共同转动的小装置就是之前提到的那6个凸起的半球和10个凹槽。这就让两者在不受到太大的水平外力下,两者基本能够共同运动。而此时被半圆球固定的切口齿轮,是切口对应了一个数字(不一定是切口正对着齿轮所对应的数字)。因此,实现了小切口与数字的信息转化,转化的前提是两者产生了对应关系。 更改密码时,开锁板的平移使长方体卡入切口,使切口齿轮固定,而转动数字盘产生的水平力足以让数字盘相对于切口齿轮发生转动,切口对应的数字便发生了变化,以此达到更改密码的效果。到了这里,一切主要的问题都得到了解决。总体来说,这个密码锁相对于那些更高级的锁来说,更为简单,但是不同的锁之间,原理基本相同:以某种方式阻碍解锁,但使用者可以通过特殊的方式解除阻碍机制,达到开锁的目的。其中,信息的转化方式极为灵活巧妙,只要存在对应关系,就可以实现信息的转化。 作者:万科会化学科普讲师——乙酰水杨酸
      从简单锁的合成到信息的转化(版权:SRG·万科会)
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