论文部分内容阅读
“罪犯哪里逃？我闻到你身上独有的气味啦！”哇，警察叔叔好厉害啊，他们利用最新研发的电子鼻装置，只要闻一闻身上的气味，就可以轻而易举地确认罪犯的身份，将他们缉拿归案。
不止罪犯的气味独一无二，每个人的气味都是不同的，而且，每个人都是唯一的。就算两个人看起来很像，也永远不可能成为一个人，因为人身上的特殊“标签”如指纹、步态等如此与众不同！
独特的D N A
DNA的英文名字很简单，但中文名可长了，叫脱氧核糖核酸，是组成基因的材料。
它的名字虽然有点吓人，却被人们形象地称为“科学福尔摩斯”，因为它能够让每个人都与众不同。
排列不重样
DNA的基本单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸一般由含氮碱基、脱氧核糖和磷酸组成，其中含氮碱基T有3个好朋友——A（adenine）、C（cytosine）、G（guanine），它们都是碱基，但有不同的名字，在基因中要配成一对一对的，如A与T成一对，C和G成一对。
A、T、C、G四种碱基排列的顺序不同，所代表的遗传信息就不同。我们将它们按图1排列，代表一个遗传信息，如果换种排列，如图2，就变成另一个信息了。
身份“鉴定官”
只要排列上有一点不同，就会变成另一种情况，因此不管我们将碱基如何排列，就算排上一百年，也可以不重样呢。这也正好说明了为什么每个人都存在差异。
据此，人们从一个人的头发、唾液或骨骼等中获取DNA信息，可以辨明这个人的身份。
俄国十月革命期间，沙皇尼古拉二世和他的家人被处以极刑。行刑队击毙他们后，在尸体上泼洒硫酸，然后将其掩埋在一条公路下的浅坑内。此后，他们的残骸一直去向不明。
1991年7月，人们在俄罗斯叶卡特琳堡附近的一座浅墓穴内发现了9具骸骨，猜测这可能就是末代沙皇和他家人的骸骨，但由于骸骨面颅破坏严重，常规面部识别技术根本无法识别。
于是，俄罗斯联邦首席法医向英国法庭科学服务部求助。服务部的研究人员从每具骨架中钻取骨粉提取DNA，经检测，确定了9具骸骨主人的身份，他们就是沙皇尼古拉二世和他的家人。
在民事、刑事案件中，DNA的作用也不容小觑，它可以帮助办案人员准确地确认罪犯身份。因此，许多国家的公安部门启用了DNA数据库，以提高破案效率。
2010年，广东省中山市公安局刑警支队刑事技术所民警连续奋战7天7夜，从案发现场一处不显眼的地方检验出一名嫌疑人的DNA并直接认定凶手，成功侦破了“2010.1.30民众三人被杀案”。2011年，他们又利用DNA数据库成功破获了9宗命案积案。
不变的指纹
也许有一天，你突然有这样一个想法：要不要隐姓埋名，在世界某个角落静静地生活着，让所有人都找不到自己？
在武侠小说里，这也许可以实现，但现在，肯定办不到。因为，找到你如此简单——你有指纹！
各人有差异
指纹是长在人手指上的细小沟纹和脊纹。当我们还在妈妈肚子里发育到第七周的时候，指纹就开始生长，等到三四个月时，指纹已经形成，大小和形状在很大程度上由自身的基因决定，同时，不可避免的会受到某些微妙因素的影响，比如妈妈子宫壁的压力等。
我们出生时的指纹并不是指纹的最终版本。在童年时代，手和脚不断生长，指纹也会有变化，直到14岁左右才逐渐固定下来。
每个人的指纹都是独一无二的，即使是父母与子女、兄弟姐妹，指纹也不相同。就算是长相相同的双胞胎，他们的指纹可能会非常相似，但差异还是很大，足以将他们区别开来。
这些差异包括我们指纹上所谓的螺纹，包括斗和簸箕。手指纹路像树的年轮一样一圈一圈闭合成圆的是斗，也称涡纹，敞开不闭合的是簸箕，也称为流纹。
很早以前，人们就发现了指纹因人而异。据史书记载，西周时期，中国人就已经利用指纹来签文书、立契约了。如今，科学家们已经找出150多个特征（根据指纹凸起的脊线的特征）用来辨别不同人的指纹，但两枚指纹到底要有多少个特征吻合才能判断是同一个人的呢？
不同的国家要求不同。英国一般要求16个，澳大利亚是12个，印度只需8个，美国和加拿大没有国家统一标准，不过美国联邦调查局规定是12个。在我国，只需8个特征吻合即可。
指纹“不死”
你知道吗？指纹一旦长出来，就会一直陪伴我们，无论采取什么方式，都将和我们不离不弃，就算人死了，指纹依然还在。想要干掉指纹，更不可能！
不少罪犯为了逃脱警察的追捕，试图消除指纹。他们使劲干活，如砌砖、洗衣服，或长久地将手浸泡在水中，效果似乎不错，指纹逐渐淡化，可你以为这就告别或改变指纹了？告诉你，门都没有！一旦停止做这些事情，指纹就会恢复原样。
有人用锉子磨平指纹，或者将手指的表皮切除，这可以暂时改变或者消除指纹，但也起不了多大作用。只要皮肤恢复生长，指纹就会重新出现，而且还跟原来的一样。
还有人曾用火烧伤手指或者用酸性物质腐蚀指纹，虽然指纹不见了，但这只是暂时性的，用不了多久，指纹又长回了原来的样子。
另外，有些人用胶水、指甲油润滑皮肤的办法试图改变指纹，最后都以失败告终。
千人千面
人都有一张脸，可是，每个人的脸都不一样。双胞胎的脸算是很像的了，但也不完全一样，总能找出一些差别。
人的脸五花八门，主要表现为眼睛、鼻子、嘴巴等五官的大小、形状和位置不一样。
拿鼻子的形状来说吧，它千差万别，世界上没有完全一样的鼻子。从鼻根高度来看，有高鼻子、塌鼻子和介于两者之间的中等鼻子。从鼻梁的侧面看，有凹的、直的和凸的。鼻尖也有不同的形状：有的往上翘，有的朝下垂，像鹰嘴似的。连鼻孔的形状也不一样，有圆形或方形的，也有三角形或卵圆形的，还有椭圆形的。 人的脸不一样，还因为脸型不同。人类学家把人的脸型分为10种：椭圆形、圆形、卵圆形、倒卵圆形、方形、长方形、菱形、梯形、倒梯形和五角形。
其中，椭圆形的脸最宽部位在颧骨处；圆形脸显得脸圆而略大；卵圆形脸就是鹅蛋脸，脸的最宽部位在眼睛处；倒卵圆形脸的最宽部位在脸颊处；五角形脸和方形脸比较接近，但下巴较突出。
利用脸部的差异，我们能轻松地将人与人区别开来。因此，人们发明了脸部识别软件，用刷脸的方式来确认某个人的身份。
更先进的是，芬兰一家名为“独特支付”的公司将网络银行技术与脸部识别系统相结合，开发了“刷脸”支付系统。
使用这种支付系统的用户需要先到就近的网点登记“面纹”，脸部识别系统扫描用户的脸部后，记录下几十个独特的面部特征，然后存到数据库中。
之后，这个用户购买东西后或者进行资金转账时，不再需要支付钞票，也不要出示任何证件、银行卡或手机，只要等“刷脸”支付系统完成“刷脸”动作后，再在触摸屏上按下“OK”键即可。
步态不一
自从150万年前我们的祖先开始直立行走以来，我们走路的方式似乎始终如一：一只脚在前，一只脚在后，而且每个人走路的姿势似乎没有太大的区别。
事实上，每个人走路的姿势即步态是独一无二的。早在上个世纪70年代，就有研究证明，步态的差异足以让我们将彼此区别开来，准确率高达90%。
我们的步态并不是一出生就完全定型了。孩童时期，步态会随着年龄的增长而发生变化，等到停止发育后，步态才稳定下来。再加上腿部长度和髋部宽度不同，以及我们通过锻炼获得的肌肉数有差异，我们每个人的步态因此变得独特。
究竟每个人的步态有些什么差异？
虽然英国南安普顿大学专门研究步态的专家马克·尼克松觉得步态的差异只可意会不可言传，但计算机却能很好地描述步态。
计算机一般先追踪双脚的行进线路，再将其转化为数字，或者通过追踪髋部、膝盖、脚踝以及脚等的运动状态，并结合人移动时这些部位之间关系的变化，来对人的步态进行精准的描述。
另一种测量步态的方法是让人在踏板上行走并且记录其独特的脚步。
2011年9月，日本信州大学的宝塔基团队让104位志愿者走过半米长、布满数千个压力传感器的踏板，每个人都被记录下10步行走信息，其中包括每只脚如何对地面施压以及行走时压力的变化。
随后，他们将收集到的信息输入到计算机中，并计算出人们步伐的模式，从而识别不同人的步态。
气味各异
你或许不信，没有两个人“闻起来”一样，但事实就是如此，每个人都拥有自己特殊的气味，有些人的气味会让你闻了后觉得很舒服，而有些人的气味会让你觉得不喜欢而想逃避。
人的气味主要是由皮肤中的汗腺、皮脂腺等多种皮脂腺体产生的分泌物挥发而形成的，受性别、种族、营养状况等多种因素的影响。
男人的气味和女人的气味有明显的不同；黑人的气味比白人和黄种人的气味浓烈；以牛羊肉和牛奶为主食的牧民，身上会有一股膻味，而主要进食蔬菜或其他素食的人，气味偏清淡。
嗜好各异，气味也有区别。爱吃大蒜的人，身上有股蒜臭味；经常食用茉莉花、芦荟、无花果、玉米等的女性，会有香水般的体香；刚出生的孩子有奶香味……
人们在某些特殊情况下如患病、生理活动异常、情绪等心理活动变化等，身上原来的气味会有一定的变化。
如因肝功能损害而导致肝昏迷的病人，呼出的气有一种鼠臭味；患有严重尿毒症的病人，呼出的气有刺鼻的尿臭或氨水味；糖尿病患者的气味像苹果味……
每个人的气味并非只有一种，而是多种气味混合在一起。
最近，科学家们对200名志愿者汗液里易挥发的有机化合物进行了分析，结果表明，在这些混合物中，大约有500种酸、酒精、酮、醛，其中44种的差别非常大，足以成为人独特的化学标签。
据此，人们可以辨别不同人的身份。不过，目前还没有研究人员找到捕获一个人所有气味并通过这些气味识别这个人身份的方法。
声纹差别
20世纪80年代初，德国曾发生一桩案件：
一个男孩在放学回家的路上被人绑架了。正当孩子的父亲在家坐立不安时，一个陌生人打来了电话，要求他立即用重金赎回孩子。孩子的父亲机智地要求宽限一天，以便筹款，并与陌生人约定第二天再通电话，告知交款的时间与地点。
搁下电话，孩子的父亲向警察局报了案。于是，警察们用专门的仪器录下了第二天的通话。第三天，当地的广播电台播放了一则有酬寻人启事：男，42～43岁，威斯特伐利亚地区人，体力劳动者，肥胖。然后，又播放了一段此人的声音剪辑。
启事播完后，还不到一个小时，竟然有上百个居民跑到警察局，其中8个人说认识这个人，并且是同一个人。于是，这个人随即被捕，经审讯查证，正是罪犯——木匠，42岁，出生在威斯特伐利亚，肥胖、秃顶。
这个案件的破案者是用声音来识别罪犯的。原来，由于人的发声系统是由声带、口腔、鼻腔、舌、肺等45个生理结构各有差异的构件组成，而每个构件因人讲话习惯和方法各不相同，因此在发声时又可取100种不同的“姿势”，从而使人的声音有45100种音色，让每个人都有独具一格的声音。
科学家们使用声学频谱分析的方法，可以显示出每个人声音的特征，其显示结果就是声纹。
声纹不仅具有特定性，而且相对稳定。成年后，人的声音便可保持长期相对稳定。即便故意模仿他人的声音和语气，还是改变声音大小，同一个人的声纹依然相同。
不止罪犯的气味独一无二，每个人的气味都是不同的，而且，每个人都是唯一的。就算两个人看起来很像，也永远不可能成为一个人，因为人身上的特殊“标签”如指纹、步态等如此与众不同！
独特的D N A
DNA的英文名字很简单，但中文名可长了，叫脱氧核糖核酸，是组成基因的材料。
它的名字虽然有点吓人，却被人们形象地称为“科学福尔摩斯”，因为它能够让每个人都与众不同。
排列不重样
DNA的基本单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸一般由含氮碱基、脱氧核糖和磷酸组成，其中含氮碱基T有3个好朋友——A（adenine）、C（cytosine）、G（guanine），它们都是碱基，但有不同的名字，在基因中要配成一对一对的，如A与T成一对，C和G成一对。
A、T、C、G四种碱基排列的顺序不同，所代表的遗传信息就不同。我们将它们按图1排列，代表一个遗传信息，如果换种排列，如图2，就变成另一个信息了。
身份“鉴定官”
只要排列上有一点不同，就会变成另一种情况，因此不管我们将碱基如何排列，就算排上一百年，也可以不重样呢。这也正好说明了为什么每个人都存在差异。
据此，人们从一个人的头发、唾液或骨骼等中获取DNA信息，可以辨明这个人的身份。
俄国十月革命期间，沙皇尼古拉二世和他的家人被处以极刑。行刑队击毙他们后，在尸体上泼洒硫酸，然后将其掩埋在一条公路下的浅坑内。此后，他们的残骸一直去向不明。
1991年7月，人们在俄罗斯叶卡特琳堡附近的一座浅墓穴内发现了9具骸骨，猜测这可能就是末代沙皇和他家人的骸骨，但由于骸骨面颅破坏严重，常规面部识别技术根本无法识别。
于是，俄罗斯联邦首席法医向英国法庭科学服务部求助。服务部的研究人员从每具骨架中钻取骨粉提取DNA，经检测，确定了9具骸骨主人的身份，他们就是沙皇尼古拉二世和他的家人。
在民事、刑事案件中，DNA的作用也不容小觑，它可以帮助办案人员准确地确认罪犯身份。因此，许多国家的公安部门启用了DNA数据库，以提高破案效率。
2010年，广东省中山市公安局刑警支队刑事技术所民警连续奋战7天7夜，从案发现场一处不显眼的地方检验出一名嫌疑人的DNA并直接认定凶手，成功侦破了“2010.1.30民众三人被杀案”。2011年，他们又利用DNA数据库成功破获了9宗命案积案。
不变的指纹
也许有一天，你突然有这样一个想法：要不要隐姓埋名，在世界某个角落静静地生活着，让所有人都找不到自己？
在武侠小说里，这也许可以实现，但现在，肯定办不到。因为，找到你如此简单——你有指纹！
各人有差异
指纹是长在人手指上的细小沟纹和脊纹。当我们还在妈妈肚子里发育到第七周的时候，指纹就开始生长，等到三四个月时，指纹已经形成，大小和形状在很大程度上由自身的基因决定，同时，不可避免的会受到某些微妙因素的影响，比如妈妈子宫壁的压力等。
我们出生时的指纹并不是指纹的最终版本。在童年时代，手和脚不断生长，指纹也会有变化，直到14岁左右才逐渐固定下来。
每个人的指纹都是独一无二的，即使是父母与子女、兄弟姐妹，指纹也不相同。就算是长相相同的双胞胎，他们的指纹可能会非常相似，但差异还是很大，足以将他们区别开来。
这些差异包括我们指纹上所谓的螺纹，包括斗和簸箕。手指纹路像树的年轮一样一圈一圈闭合成圆的是斗，也称涡纹，敞开不闭合的是簸箕，也称为流纹。
很早以前，人们就发现了指纹因人而异。据史书记载，西周时期，中国人就已经利用指纹来签文书、立契约了。如今，科学家们已经找出150多个特征（根据指纹凸起的脊线的特征）用来辨别不同人的指纹，但两枚指纹到底要有多少个特征吻合才能判断是同一个人的呢？
不同的国家要求不同。英国一般要求16个，澳大利亚是12个，印度只需8个，美国和加拿大没有国家统一标准，不过美国联邦调查局规定是12个。在我国，只需8个特征吻合即可。
指纹“不死”
你知道吗？指纹一旦长出来，就会一直陪伴我们，无论采取什么方式，都将和我们不离不弃，就算人死了，指纹依然还在。想要干掉指纹，更不可能！
不少罪犯为了逃脱警察的追捕，试图消除指纹。他们使劲干活，如砌砖、洗衣服，或长久地将手浸泡在水中，效果似乎不错，指纹逐渐淡化，可你以为这就告别或改变指纹了？告诉你，门都没有！一旦停止做这些事情，指纹就会恢复原样。
有人用锉子磨平指纹，或者将手指的表皮切除，这可以暂时改变或者消除指纹，但也起不了多大作用。只要皮肤恢复生长，指纹就会重新出现，而且还跟原来的一样。
还有人曾用火烧伤手指或者用酸性物质腐蚀指纹，虽然指纹不见了，但这只是暂时性的，用不了多久，指纹又长回了原来的样子。
另外，有些人用胶水、指甲油润滑皮肤的办法试图改变指纹，最后都以失败告终。
千人千面
人都有一张脸，可是，每个人的脸都不一样。双胞胎的脸算是很像的了，但也不完全一样，总能找出一些差别。
人的脸五花八门，主要表现为眼睛、鼻子、嘴巴等五官的大小、形状和位置不一样。
拿鼻子的形状来说吧，它千差万别，世界上没有完全一样的鼻子。从鼻根高度来看，有高鼻子、塌鼻子和介于两者之间的中等鼻子。从鼻梁的侧面看，有凹的、直的和凸的。鼻尖也有不同的形状：有的往上翘，有的朝下垂，像鹰嘴似的。连鼻孔的形状也不一样，有圆形或方形的，也有三角形或卵圆形的，还有椭圆形的。 人的脸不一样，还因为脸型不同。人类学家把人的脸型分为10种：椭圆形、圆形、卵圆形、倒卵圆形、方形、长方形、菱形、梯形、倒梯形和五角形。
其中，椭圆形的脸最宽部位在颧骨处；圆形脸显得脸圆而略大；卵圆形脸就是鹅蛋脸，脸的最宽部位在眼睛处；倒卵圆形脸的最宽部位在脸颊处；五角形脸和方形脸比较接近，但下巴较突出。
利用脸部的差异，我们能轻松地将人与人区别开来。因此，人们发明了脸部识别软件，用刷脸的方式来确认某个人的身份。
更先进的是，芬兰一家名为“独特支付”的公司将网络银行技术与脸部识别系统相结合，开发了“刷脸”支付系统。
使用这种支付系统的用户需要先到就近的网点登记“面纹”，脸部识别系统扫描用户的脸部后，记录下几十个独特的面部特征，然后存到数据库中。
之后，这个用户购买东西后或者进行资金转账时，不再需要支付钞票，也不要出示任何证件、银行卡或手机，只要等“刷脸”支付系统完成“刷脸”动作后，再在触摸屏上按下“OK”键即可。
步态不一
自从150万年前我们的祖先开始直立行走以来，我们走路的方式似乎始终如一：一只脚在前，一只脚在后，而且每个人走路的姿势似乎没有太大的区别。
事实上，每个人走路的姿势即步态是独一无二的。早在上个世纪70年代，就有研究证明，步态的差异足以让我们将彼此区别开来，准确率高达90%。
我们的步态并不是一出生就完全定型了。孩童时期，步态会随着年龄的增长而发生变化，等到停止发育后，步态才稳定下来。再加上腿部长度和髋部宽度不同，以及我们通过锻炼获得的肌肉数有差异，我们每个人的步态因此变得独特。
究竟每个人的步态有些什么差异？
虽然英国南安普顿大学专门研究步态的专家马克·尼克松觉得步态的差异只可意会不可言传，但计算机却能很好地描述步态。
计算机一般先追踪双脚的行进线路，再将其转化为数字，或者通过追踪髋部、膝盖、脚踝以及脚等的运动状态，并结合人移动时这些部位之间关系的变化，来对人的步态进行精准的描述。
另一种测量步态的方法是让人在踏板上行走并且记录其独特的脚步。
2011年9月，日本信州大学的宝塔基团队让104位志愿者走过半米长、布满数千个压力传感器的踏板，每个人都被记录下10步行走信息，其中包括每只脚如何对地面施压以及行走时压力的变化。
随后，他们将收集到的信息输入到计算机中，并计算出人们步伐的模式，从而识别不同人的步态。
气味各异
你或许不信，没有两个人“闻起来”一样，但事实就是如此，每个人都拥有自己特殊的气味，有些人的气味会让你闻了后觉得很舒服，而有些人的气味会让你觉得不喜欢而想逃避。
人的气味主要是由皮肤中的汗腺、皮脂腺等多种皮脂腺体产生的分泌物挥发而形成的，受性别、种族、营养状况等多种因素的影响。
男人的气味和女人的气味有明显的不同；黑人的气味比白人和黄种人的气味浓烈；以牛羊肉和牛奶为主食的牧民，身上会有一股膻味，而主要进食蔬菜或其他素食的人，气味偏清淡。
嗜好各异，气味也有区别。爱吃大蒜的人，身上有股蒜臭味；经常食用茉莉花、芦荟、无花果、玉米等的女性，会有香水般的体香；刚出生的孩子有奶香味……
人们在某些特殊情况下如患病、生理活动异常、情绪等心理活动变化等，身上原来的气味会有一定的变化。
如因肝功能损害而导致肝昏迷的病人，呼出的气有一种鼠臭味；患有严重尿毒症的病人，呼出的气有刺鼻的尿臭或氨水味；糖尿病患者的气味像苹果味……
每个人的气味并非只有一种，而是多种气味混合在一起。
最近，科学家们对200名志愿者汗液里易挥发的有机化合物进行了分析，结果表明，在这些混合物中，大约有500种酸、酒精、酮、醛，其中44种的差别非常大，足以成为人独特的化学标签。
据此，人们可以辨别不同人的身份。不过，目前还没有研究人员找到捕获一个人所有气味并通过这些气味识别这个人身份的方法。
声纹差别
20世纪80年代初，德国曾发生一桩案件：
一个男孩在放学回家的路上被人绑架了。正当孩子的父亲在家坐立不安时，一个陌生人打来了电话，要求他立即用重金赎回孩子。孩子的父亲机智地要求宽限一天，以便筹款，并与陌生人约定第二天再通电话，告知交款的时间与地点。
搁下电话，孩子的父亲向警察局报了案。于是，警察们用专门的仪器录下了第二天的通话。第三天，当地的广播电台播放了一则有酬寻人启事：男，42～43岁，威斯特伐利亚地区人，体力劳动者，肥胖。然后，又播放了一段此人的声音剪辑。
启事播完后，还不到一个小时，竟然有上百个居民跑到警察局，其中8个人说认识这个人，并且是同一个人。于是，这个人随即被捕，经审讯查证，正是罪犯——木匠，42岁，出生在威斯特伐利亚，肥胖、秃顶。
这个案件的破案者是用声音来识别罪犯的。原来，由于人的发声系统是由声带、口腔、鼻腔、舌、肺等45个生理结构各有差异的构件组成，而每个构件因人讲话习惯和方法各不相同，因此在发声时又可取100种不同的“姿势”，从而使人的声音有45100种音色，让每个人都有独具一格的声音。
科学家们使用声学频谱分析的方法，可以显示出每个人声音的特征，其显示结果就是声纹。
声纹不仅具有特定性，而且相对稳定。成年后，人的声音便可保持长期相对稳定。即便故意模仿他人的声音和语气，还是改变声音大小，同一个人的声纹依然相同。