据国外媒体报道,1910年,一位名叫托马斯·詹宁斯(Thomas Jennings)的男子在杀人后匆匆逃离了现场,但他在罪案现场外的栏杆上留下了一枚完整的指纹,最终导致他在1911年被定罪。这是指纹首次作为证据、被运用在犯罪调查之中。

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指纹的作用原理可能类似汽车的橡胶轮胎。橡胶天生柔韧,可以很好地贴合地面。此外,轮胎上沟槽密布的花纹增加了轮胎的表面积,从而进一步增强其摩擦力和抓地力。这或许能佐证“指纹可以增强指尖摩擦力”的观点。为此,恩诺斯在实验室中展开了验证。

据英国赫尔大学生物力学研究员及生物学客座教授罗兰·恩诺斯(Roland Ennos)介绍,人们对指纹持两种观点:一是认为它有助于增强抓握时的摩擦力;二是它有助于增强触觉。

但他也强调,这些实验并不能证明指纹是出于上述目的进化出来的。但这种理论的确很有说服力,就好像“一切都对得上号”一样。

例如,假如你拿在手里的东西即将滑落,你就需要用敏感的指尖感受到物体表面的变化,才能将它抓牢。因此德布雷吉亚斯认为,我们的精细触觉和精准抓握的能力其实是相辅相成、共同进化出来的。

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这些力学感受器对频率为200赫兹的微弱振动尤其敏感,也因此赋予了指尖极高的敏感度。而德布雷吉亚斯想知道,指纹是否对这种敏感度起到了强化作用。

数千年来,我们的双手一直是帮助我们觅食、进食、以及探索世界的关键工具,而这些任务需要借助触觉来完成。从进化的角度来看,对纹理的敏感度尤其重要,因为这可以帮助我们寻找合适的食物,将可以入口的食物与有问题的食物区分开来,防止我们吃到腐 败变质的东西。

自此之后,指纹便一直被视为犯罪调查中的一项关键证据。由于每个人的指纹都独一无二,指纹无疑是个绝佳的破案工具,简直像是专门为此而生的一样。

值得一提的是,在第三届工信部“绽放杯”大赛中,中国移动斩获了过半奖项。

事实上,科学家们对该问题的答案一直争论不休。

夏思思,1990年6月出生,生前系协和江北医院(武汉市蔡甸区人民医院)消化内科医生。新冠肺炎疫情发生以来,她始终坚守临床一线,在救治患者时,主动申请留院观察,不幸被感染。在治疗期间,她主动把ICU床位让给其他患者。在病床上,她依然牵挂工作,希望治愈后能重返一线。2月23日,因病情恶化,经抢救无效,不幸逝世。

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陈桂荣,1961年12月出生,生前系武穴市花桥镇柏树林村妇联主席。她在基层工作38年,始终坚持用心用情服务群众。在抗击疫情中,她主动请缨冲在一线,走村组、串垸巷、入农户,开展疫情防控宣传,进行体温检测排查。2月初,她因过度疲劳出现身体不适而住院治疗,后得知村里疫情防控任务依然艰巨,她不顾医生卧床休息的告诫,带着从上海回来过年、身为党员的儿子重新投入战斗。2月14日上午,陈桂荣在工作中突然病发倒地,经抢救无效,不幸逝世。

但事实当然不是这样。所以问题来了:我们为何会长指纹?指纹究竟有什么生物学意义?

所以最终的结论是什么呢?就目前来说,除了为警察提供板上钉钉的犯罪证据之外,指纹存在的目的对我们而言仍是个未解之谜。(叶子)

德布雷吉亚斯还注意到,黑猩猩和考拉等需借助敏感触觉觅食的动物体内也存在这种指纹与帕西尼式小体“配对”的现象。

而实验结果令人颇为意外:由于指纹的沟壑触碰不到玻璃,指纹反而减少了指尖与玻璃的接触面积。换句话说,与身体其余部位的光滑皮肤相比,指纹似乎反而会减少摩擦力,至少对光滑表面会表现出这种效果。

恩诺斯曾花精力研究过第一种观点,即指纹可以增强我们的抓握能力。很长时间以来,该理论一直占主导地位,认为指纹的细微沟槽能够在手和物体表面之间产生摩擦力。

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不过别忘了,还有另一种观点呢。

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为弄清这一点,他和同事们设计了一款仿生触觉传感器,精妙地模仿了人类手指的结构,还装有类似帕西尼式小体、能够检测出微弱振动的传感器。他们制作了两个版本,一个版本表面光滑,另一个的表面则具有类似人类指纹的沟壑状结构。将这两台设备从同一表面划过时,研究人员惊讶地发现,第二台设备上的沟壑结构竟能放大某一特定频率的振动,而帕西尼式小体恰恰对该频率的振动最为敏感。

董李会,1979年12月出生,生前系荆州市荆州区荆州高新技术产业园区城南高新园卫健办主任。在新冠肺炎防控关键时期,她坚守岗位、以身作则,始终把人民群众的生命安全和身体健康放在第一位,积极投身疫情防控阻击战,夜以继日在战疫一线连续奋战25天。2月17日,她因过度劳累突发急性心力衰竭,经抢救无效,不幸逝世。

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几年前,巴黎大学一位名叫乔治·德布雷吉亚斯(Georges Debrégeas)的生物学家在苦苦思索人类拥有指纹的原因时,忽然对触觉的作用产生了兴趣。我们的指尖分布着四种力学感受器,即能够对触摸等机械刺激产生反应的细胞。德布雷吉亚斯对其中一种名叫“帕西尼式小体”(Pacinian corpuscles)的感受器尤其感兴趣。该感受器约位于指尖皮肤下方2毫米处。“我对它感兴趣的原因是,我们从之前的实验中了解到,这些感受器能够对精细纹理的感知起到调节作用。”

这说明人类的指纹或许也能对特定频率的振动进行筛选、并将筛选出的振动传递给皮肤下方的力学感受器。理论认为,通过放大这种精细的感觉信息,指纹可以增强我们的触觉敏感度。正如德布雷吉亚斯所说:“皮肤上的指纹彻底改变了这些触觉信号的本质。”

但这种超级敏感的指尖又有什么好处呢?

罗桂梅,1978年12月出生,生前系大悟县滨河学校党总支委员、少先队大队辅导员。在抗疫战场上,她克服上有体弱多病的老人、下有两个嗷嗷待哺的女儿、丈夫也在防控一线的实际困难,写下《请战书》,先后三次向学校党组织申请参与疫情防控,主动入户排查登记、开展疫情防控宣传、为群众代购生活物资,天气寒冷时,为照顾单位老同志,她抢着在室外替岗。2月20日,在一线连续战斗七个日夜后,因过度劳累突发脑溢血,经抢救无效,不幸逝世。

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“我们想看看指纹是否能像轮胎花纹一样、增强指尖与被接触表面之间的摩擦力。”为弄清这一点,研究人员在受试者两手的指尖之间放置了一块有机玻璃板,向其施加大小不同的力,并借由印泥判断指尖与玻璃的接触面积。

恩诺斯还提出了另一个可能的解释:指纹也许可以阻止指尖长水泡。指纹的沟壑状结构在某些方向上也许能起到强化皮肤、抑制水泡生成的作用,同时还能让皮肤在特定角度上有所伸展、与物体表面保持接触,有点类似于加固轮胎使用的钢帘线。

但恩诺斯指出,这并不能彻底推翻“指纹可增强抓握力”的理论。也许指纹在潮湿条件下可以增强指尖与物体表面之间的摩擦力,就像轮胎的花纹可通过毛细作用排水一样。不过这种观点更难验证,因为很难精确模拟人类指纹在这类条件下的表现。

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事实上,德布雷吉亚斯认为,人类进化出指纹的目的可能两者皆有。“我们之所以如此擅长操作和抓握物体,正是因为我们有着绝佳的触觉,在我们触碰的物体与自身感觉之间构成了一个持续不断的反馈回路,帮助我们实时调整手指施加在物体上的力度。”

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