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锁具今昔谈
http://www.100md.com 2012年4月15日 百科知识 2012年第8期
     几千年来,锁逐步由私有制的象征演变为人类安全的卫士,其制作材料由木材、金属进化为今天的电子材料,使锁步入了现代化、自动化阶段。

    古代的锁

    在中国,5000多年前的仰韶文化遗址便发现有装在建筑木框架上的木锁。在国外,考古人员也曾发现古代木锁,其钥匙又长又大。早期的木锁很简单,是通过门上所开的孔去拨动门闩,达到锁门或开门的目的。这种锁没有“机关”可言,一拨就开,所以只能防“君子”。

    到春秋战国时期,木锁有了较大的改进。在门的木栓上钻一个圆孔,圆孔内装有上、下两根圆木棍,算是“机关”,钥匙开始采用铜制造,成“山”字形,约2尺长,如果没有钥匙,锁便很难打开。

    在汉代,发明了用金属制作的簧片锁,锁内有两片以上的板状铜片,依靠铜片的弹力作用关闭和开启,钥匙是根据簧片的装置和钥匙孔的形状配置的,能有多种多样的变化,没有相配的钥匙很难把锁打开,具有较高的安全性。这种金属锁在我国沿用了2000年之久。
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    到了明代,我国制成了当时世界上最大的锁——“龙凤锁”,它表面镀金,足有一人高,开锁的钥匙有两把,一把凹刻“飞龙图”,另一把凹刻“凤凰图”,开锁时先用飞龙钥匙,后用凤凰钥匙,然后再推动“李天王”头像,锁才能打开。

    锁中之“王”

    1860年,美国人林纳斯·耶鲁斯父子发明了弹子锁。其内部装有多组高低排列可滑动的金属弹子,限制锁芯转动,只有排除其弹子的阻碍,才能使锁开启。与木锁、簧片锁相比,弹子锁工艺性好、保密性强、组合性好且坚固耐用,因此一经问世便深受欢迎。

    普通弹子锁是在一侧装有一排弹子,叫“单向单排”弹子。20世纪60年代,出现了二向单排弹子锁,即在两侧各装一排弹子。随后又发明了四向四排和多向多排弹子锁,使锁的结构越来越复杂,没有钥匙是很难打开的。

    通常,弹子锁都是平直的,1974年,美国一家公司生产出一种“异型弹子防撬锁”,弹子上刻有精密加工的凹槽,当有人撬锁使锁芯受力时,凹槽会死死卡住锁芯,使其不得转动。后来根据凹槽的原理,出现了目前普遍使用的“工”字形和“丁”字型弹子。
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    为了防止锁被撬,人们还在锁芯中钥匙槽的形状上做文章。20世纪40年代,欧洲出现了“S”形槽,槽上有三条不等的凸筋,由曲线组成,使中心线基本封闭。近年,德国又搞出了曲线形槽。槽呈不规则曲线形,可以设计出多种形状。再加上一条条凸起的方筋障碍,防拨性很高。

    弹子锁的结构还在不断改革,保密性和安全性能不断增强。今天,尽管人们应用声、光、电、磁等先进技术创造了五花八门的现代锁具,弹子锁仍然是世界上使用最普遍的锁,占据着锁中之“王”的霸主地位。

    现代锁具

    磁卡锁用一张带固定磁路的塑料卡或铝片卡做成钥匙,磁路对准就能开锁,早期的酒店应用较多。这种锁没有钥匙孔,只是在锁体的一侧有一个矩形凹槽,开锁时只要将与槽穴相配合的嵌有一块磁铁的金属薄片放入矩形槽内,作用于锁内的4个弹簧,锁就被打开。当带磁铁的金属薄片离开槽穴,锁内的弹簧就复位,锁就被锁上了。
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    早期的磁卡锁用小磁片就能探知锁内磁极,从而配制磁力相当的钥匙把锁打开。后来,日本发明了一种带有磁盘旋转机构的磁性锁,它装有用永久磁铁制成的磁盘,通过磁力相当的钥匙插入旋转后起作用,以两个磁力的吸力和推力而开关。由于磁盘是转动的,很难用小磁片插入找到磁线,即使找到磁线,磁盘上的基点是找不到的,因此要想使用异物开锁是不可能的。

    电脑门锁它与自动取款机有类似的功能。电子门锁也有一个专用插孔,只要插入与这个房间编号相同的电子卡片,电子卡片内存有相应的密码,电子门锁内的自动识别系统读出这些密码,并将它送入微电脑,微电脑将密码与贮存器中相应的数据核对无误后,就会输出一个控制信号,使门锁上的锁舌松开,门锁就被自动打开了。

    门被自动打开,是电子卡片上面那几排圆形的小孔在起作用。仔细观察就会发现,小孔并非全部都打通,有的打通了,有的并未打通。这通与不通的排列便成为一个个密码,当卡片上的密码与门锁内的密码相同时,门才会打开。有意思的是,一些饭店允许客人带走电子卡片作纪念,这样不就泄密了吧?不会的。可别小看卡片上这几排小孔,如果共有32个小孔,则可排列为4294967296个密码。客人一走,饭店便马上更换一个密码,偷窃者根本没有可乘之机。
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    光控锁这种锁在受控光或电磁辐射的作用下产生电控信号,以此操纵电动机械部件而开启或关闭。国外有一种光控锁,其光线的阻断是靠遮光板来完成。其工作原理是,在光源和传感器之间插入一些带窗口的金属片,正常时金属片被复位弹簧的自由伸张力推到右端极限位置,金属片(或称遮光板)上的窗口就相互错开,同时与光通道也不在一条直线上,导致光线被阻断,就不会产生电控信号,一旦钥匙插入钥匙槽内,钥匙的齿花分别与几块挡板上的调整片啮合,遮光板被推向左端,当遮光板被推到组合位置时,窗口对齐并且与光通道重合,光线便能投射到传感器上产生电控信号,使锁开启。

    声控锁它不用钥匙,只要将锁体上的钢球撞击几下,锁便“咔嚓”一下自动打开。因为锁内装有一块微型集成电路板,可以把声音转变为电流来控制锁的启闭。

    日本有一种“声波锁”,只要对着锁孔吹一声口哨,锁就会自动开启。不管是钢球撞击声,还是口哨声,或拍手声,发声的间隔与次数,就是开锁的秘密。
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    现在有一种更复杂的声控门锁,当主人说出预先规定的“密语”以后,它就会自动打开。“密语”不对当然无效,“密语”虽对,但说话的人不是真正的主人,锁照样打不开。这种语音的识别是由锁内装置的电脑来处理的,其原理是,人们说话是由发音器官按一定规则运动产生的,并最终以声波的形式辐射出来。因此在声波里便包含了发音时的特征,声控门锁就利用电脑从声波中提取出发音人的声音特征或语言特征,例如基音的高低升降、共振的频率位置等,从而加以辨认。只要开门人的发音特征与所贮存的特征相吻合,电脑就会将声波传入转为电流,使锁开启。

    指纹锁指纹锁的内部装有一只“电眼”(叫半导体固体摄像机)和一个微型电脑。当开锁时,把手指揿在门外装饰性的小孔里,电眼看到指纹,就立即把图像送入电脑,电脑把输入的指纹特征与预先存储的指纹特征进行比较鉴别,如果两者相符,电脑便发出开锁指令。

    “电子看门狗”

    “电子看门狗”其实是一种可以为主人看守家门的高科技电子装置。20世纪90年代初,德国发明了看门的电脑系统,它将摄像机与电脑相连,可把来访的客人与熟人的面孔图像存储起来以供识别。90年代中期,国外又开发出一种昼夜可识别人面孔的“电子看门狗”,它由红外线照相机和电脑构成。人们要进门,得先输入密码,并且摘去眼镜,让照相机照个正面像。这是拍摄人面部的散热照片,叫做“温度记录图”。科学研究发现,人面部血管的散热模式各不一样。即使体温发生改变,但面部的散热模式并不变化,甚至进行整形后,如果面部的血管不发生破坏,散热的模式也是不会变的。

    近年法国一家公司研制出一种“电子看门狗”,它和一般的电子警卫装置不同,不带导线,靠无线电波传送密码,与控制中心联系。它包括烟气捕捉器、人体红外线寻检器和温度传感器。如果有人偷偷进入房间,这些传感器就会接通报警器,拉响警报,甚至打电话给警察局。它所获得的信息是由电脑分析得出的,所以能判断情况紧急的程度。

    【责任编辑】庞云, 百拇医药(李湘洲 李南)