在現(xiàn)代社會(huì)，有許多場合是需要核實(shí)一個(gè)人的身份的 。對照身份證當(dāng)然是很常用的方法，人臉識別也很有幫助，但有一種最古老的方法至今仍在使用，那就是指紋比對 。它可以在很短的時(shí)間內(nèi)以極高的準(zhǔn)確率，判斷某個(gè)留在紙上、物體上的指紋是不是屬于某人 ， 從而確認(rèn)其身份，成本低同時(shí)效果好 。

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1、指紋是什么？
顧名思義，指紋，就是在每個(gè)人手指上的各種皮膚紋路的總稱 。實(shí)際上，人類不僅有指紋，還有指節(jié)紋、掌紋，但通常指紋是最常用的鑒別特征 。人的手指上有汗腺 ， 能夠不斷分泌汗液，皮膚紋路上的凸起蘸上汗液之后再接觸其他物體，就會(huì)將自己的痕跡留在物體表面上，從而形成指印 。這就類似于用印章蘸上印泥，再蓋在紙上 ， 只不過汗液是透明的而已 。


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人類的皮膚可以分為表皮層和真皮層，人類的指紋主要就分布在表皮層中的生發(fā)層 。這一層的細(xì)胞具有自我繁殖能力，外面的磨損、脫落了，新的細(xì)胞就會(huì)從里面頂上 。因此，人類的指紋是沒法用物理的方式磨掉的——20世紀(jì)美國有個(gè)黑幫大佬，就曾用強(qiáng)酸燒蝕自己的指紋，可惜僅僅兩個(gè)月之后，新的指紋又長出來了 ， 白白受苦 。
對于“人類為什么會(huì)有指紋”這個(gè)問題，人類至今也無法回答 。有一種比較靠譜的猜測是：當(dāng)手指在抓握物體時(shí)，指紋起到了一個(gè)防滑的作用，有點(diǎn)類似于鞋底上凸起的花紋 。但這卻無法解釋為什么每個(gè)人的指紋都是獨(dú)一無二的 。
的確，今天的地球上大致有八十多億人，而法證科學(xué)認(rèn)為，在其中找不出兩個(gè)完全一樣的指紋 。這是因?yàn)槿祟惖闹讣y非常復(fù)雜 ， 指紋上每一根紋線的粗細(xì)、長短、形狀、傾斜角度都不盡相同；紋線之間還會(huì)形成平行、交叉、穿插等情形 。因此，按照排列組合的原理 ， 這些紋線能形成的組合數(shù)量，就非常龐大了 。可以說，即使地球上的人口再增大十倍，也不一定能找到兩枚完全相同的指紋 。
更有意思的是，人類從3-4個(gè)月開始長出指紋 ， 盡管手指會(huì)慢慢長大，但指紋的樣式卻是終身不變的 。至于背后的原因，有人認(rèn)為指紋和DNA（脫氧核糖核酸）有關(guān)，而每個(gè)人的DNA是獨(dú)一無二的，所以指紋也就具有獨(dú)特性、終身性了 。


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2、如何鑒別？
通過指紋鑒別來判斷身份，主要是用指紋去比對紙上的指印和印在某個(gè)物體表面上的指印 。
在這種情況下，通常都是用手指蘸染印泥或墨水，刻意地蓋在紙上的 ， 指印清晰、規(guī)整，比對起來也相對簡單：在放大鏡的幫助下 ， 先在指印上找到幾個(gè)特征點(diǎn)（比如，兩根紋線是否交叉、是不是朝著同一個(gè)方向傾斜、是彎折還是直線），再去對比的指紋上，看看有沒有類似的特征點(diǎn) 。通常來說 ， 有10個(gè)特征點(diǎn)一致，就能確認(rèn)是同一個(gè)人的指印 。


圖片指紋鑒別丨圖源：作者提供
而今天的指紋鑒別，原理與之類似 ， 但是使用儀器來完成，速度更快、準(zhǔn)確率更高 。
那么，在沒有指紋鑒別儀器，甚至沒有放大鏡的古代，能不能鑒別指紋呢？
從各種文獻(xiàn)記錄中不難看出，前人是能夠鑒別指紋的 ， 所以才會(huì)在各種契約上，都要求雙方按上自己的指印 。盡管鑒別的精度可能不高 ， 還受到各種客觀條件限制（比如，手指按壓時(shí)有所偏斜，指印就會(huì)變形；蘸印泥過多 ， 也會(huì)造成指印模糊），但有足夠的耐心和細(xì)心 ， 看出兩個(gè)指紋不一致，還是有把握的 。
當(dāng)然，還有一個(gè)更有趣的用法，出自于民國時(shí)期的軍閥馬鴻逵 。此人在寧夏推行過“身份證”，借此加強(qiáng)對社會(huì)的管制 。但在那個(gè)時(shí)期，拍照是一件很昂貴的事情，不可能全省每個(gè)人都拍一張；于是，他就弄出了一個(gè)簡便而高效的方法：
每個(gè)指紋按照中心是不是封閉的圓形，可以分為箕（jī ， 指紋中心是敞開的）、斗（指紋中心是封閉的同心圓），兩者必居其一 。此刻，用“○”代表“斗”，用“X”或“△”代表“箕” ， 則每個(gè)指紋不是“○”就是“X”，十個(gè)指頭當(dāng)然就可以用十個(gè)符號來代表 。按照“左手到右手、大拇指到小拇指”的順序，就能形成一個(gè)10位的字符串 。比如，本文作者的雙手指紋，用這個(gè)辦法來表示 ， 字符串就是：XOOOX XOOOX 。
【對著鏡頭、屏幕比剪刀手，我的指紋會(huì)不會(huì)有泄露風(fēng)險(xiǎn)啊？】頒發(fā)身份證時(shí)，看看持證人的雙手，把這字符串記錄在身份證上，就完成了指紋的登記 。而當(dāng)檢查身份證時(shí)，只需要把證件上的字符串和此人的雙手比對一下，瞬間就能判斷是否為本人 。這個(gè)辦法相當(dāng)簡單，哪怕文盲也能學(xué)會(huì) 。
那么，任意的兩個(gè)人 ， 這個(gè)十位數(shù)字符串恰好相同，豈不是就可以互相借用身份證了？沒錯(cuò)，但從數(shù)學(xué)上說，這種概率僅為1/1024 ， 也就是還不到千分之一，哪有那么湊巧的事啊 。
3、泄露指紋？
說到這里 ， 也許有讀者會(huì)擔(dān)心，那如果我的指紋被泄露了，豈不是很危險(xiǎn)嗎？
呃，理論上說，盜取別人的指紋是可能的 。只要拿到別人曾經(jīng)抓握過的物品（比如玻璃杯、門把手），就可以拓下指紋 ， 然后仿制一個(gè) 。
但要做到能騙過指紋鑒別儀的程度，就需要非常清晰的指?。粘Ｉ罾锪糲碌鬧贛∈嗆苣咽迪值?。當(dāng)然 ， 如果是主動(dòng)留下清晰的指印，再去訂制一個(gè)硅膠指模（有人用這種辦法 ， 請同事代為打卡），相對就簡單得多，但后果往往難以控制 。
另外，有人擔(dān)心拍照時(shí)的“剪刀手”會(huì)泄露指紋，這在目前的技術(shù)上還是非常困難的 。畢竟 ， 照片是有像素限制的，即便把照片放大很多倍，也難以清晰的體現(xiàn)出指紋來 。除非你故意對著自己的手指拍照 ， 再把照片發(fā)到朋友圈 ， 否則都不用太過擔(dān)心啦 。供稿單位：重慶科技館
作者：饅頭老妖，科普作家 ， 南京大學(xué)化學(xué)博士 。
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