指纹的用途有哪些(小小的指纹有哪些用途)

  1892年,在阿根廷海岸的内科切阿镇,人们看到一位满脸恐惧的妇女来到警察局,她报案称,自己叫弗朗西斯卡,是郊区一座农庄的女主人,她的儿子和女儿被人杀死了。

  弗朗西斯卡信誓旦旦地表示,杀人凶手是她农庄上的一名工人。然而,当警官来到农庄后,发现凶案另有隐情,他们在案发现场的门上,发现了几枚带有血污的指印,经过记录、测量、比对,门上的手指印与弗朗西斯卡一模一样,而与被控告的工人并不相符。

  在证据面前,弗朗西斯卡承认,她害死了自己的骨肉,以便恢复独身,好跟情夫结婚。

  弗朗西斯卡的指纹,是有史以来第一个被用作刑事调查证据的指纹,从那时起,指纹就成为了法医调查刑案时的重要证据。

  时至今日,指纹的作用早已不再局限于刑案调查,现代人用指纹解锁手机,或者用指纹打卡上班,人们手指上的小小纹路,成为了个人信息的识别工具,然而,当我们的祖先在数百万年前凝视自己的双手时,指纹对他们有什么用呢?换句话说,人类为什么会有指纹呢?

  一些生物学家相信,人类之所以长出指纹,有一个直接目的,那就是增加摩擦力,但经过实验,这个结论被推翻,指纹对早期人类来说,有更重要的意义——增强触感。

  指纹与摩擦力

  直觉告诉我们,指纹会增加手掌的摩擦力,从而让我们抓牢工具,但科学家在历史上一直不同意这个答案。

  英国赫尔大学的生物力学教授罗纳德·恩诺斯(RolandEnnos)说:人们总是认为指纹会增加我们手掌的摩擦力,即指纹的凹陷和凸起会在我们的手和触摸的物体之间产生摩擦力。

  一个显而易见的案例是汽车轮胎,橡胶的柔韧性与轮胎表面的花纹通力合作,增大轮胎的表面积,因此也会增加轮胎与地面的摩擦力。手指上的指纹就像汽车上的橡胶轮胎一样工作,它们的扩张能力使其能够最大限度的跟物体接触。

  罗纳德认为将指纹比作轮胎,这个观点十分可疑,于是设计了一个实验,看看指纹是否会增加摩擦力。

  他让实验助手在自己的手指上涂抹标记墨水,然后用有机玻璃板划过自己的手掌,经过数次不同力道和角度的尝试后,他惊讶地发现:指纹实际上降低了手掌与物体的实际接触面积,因为指纹的凹陷处没有接触物体,换句话说,与覆盖身体其他部分的光滑皮肤相比,指纹减少了人类在接触光滑表面时的摩擦力。

  有一些反对者表示,罗纳德的实验不够全面,因为没有考虑潮湿情况下指纹的摩擦力,罗纳德认为,以现有的技术,很难模拟潮湿情况下人类指纹的摩擦力情况。他认为,与其说指纹的作用是增大摩擦力,不如说它们的使命是强化我们在触摸过程中的感觉。这个说法倒是跟法国科学家不谋而合。

  精湛的触感

  巴黎索邦大学(SorbonneUniversity)的生物学家乔治斯·德布雷加斯(GeorgesDebrégeas)对人类的触觉十分感兴趣。他研究了手指触觉的原理,并对一种叫环层小体(lamellarcorpuscle)组织十分好奇。所谓的环层小体,藏在指尖皮肤表面以下约2毫米的地方,负责感应压力和震动感。

  乔治斯通过实验发现,环层小体对200赫兹左右的微小振动特别敏感,正是它们的存在,让我们的手指具有极高的灵敏度。乔治斯想知道:指纹是否能增强或者放大了这种敏感性?于是他设计了一个实验。

  他和同事设计了一种仿生触觉传感器,一种类似于人手指结构的装置,传感器可以检测微小的振动差别。这个仪器有两个版本,第一个传感器的表面是光滑的,第二个版本的表面具有模仿人类指纹的凸起和凹陷。当两个传感器在物体上移动时,他们发现:与光滑的传感器相比,模仿人类指纹的传感器更加敏感,放大了与物体接触时产生的振动频率。

  乔治斯认为,这个实验说明,指纹的作用就是放大和增强我们的触感,让皮肤下的环层小体能够更加强烈地感受到手指所接触的东西。理论上来说,指纹使我们的触觉灵敏度提高了几倍。

  敏感的指尖有什么好处?

  如果乔治斯的结论是正确的,即指纹增强了我们的触觉,那么,敏感的指尖对人类有什么用处呢?乔治斯表示指纹的用处可能有两个:

  第一、帮助抓握。人类之所以擅长操纵和处理客观物体,比如说制造和使用工具,是因为我们具有敏感的触觉,触觉不断地修正我们与物体的接触情况,这使我们能够实时校正抓住物体的力,不管增大或是减少,都有助于我们拿得稳,抓得牢。

  第二、辨别良莠。几千年来,双手一直是人类最重要的工具,十个手指和手掌,不仅能够寻找食物,还帮助人类走遍了全世界。不管是吃喝、狩猎、探索还是战斗,这些任务都得通过触摸来实现。但从最基础的需要来说,人类一切活动的基础是吃饱,因此,指纹增加的触觉敏感性,能帮助我们检测出食物的好坏,良好的触感可以帮助人类避免吃掉腐烂或者不卫生的东西,从而避免危险。

  乔治斯补充说,黑猩猩和考拉等善于使用手的动物,也存在着指纹增强触觉的情况,它们部分依靠触觉敏感性来帮助自己找到食物,这在某种程度上增加了“指纹增强触觉”理论的可靠性。

  指纹最有可能的作用

  现在,我们知道了,指纹的作用并非增大摩擦力,它跟轮胎不一样,指纹的作用是增强触觉,使我们的双手能够更好的感知世界,不过,即便我们提出了对指纹功能的新看法,但从总体上说,我们对指纹的认识还停留在原始阶段,这些我们与生俱来的独特花纹还有什么作用?就目前来说,仍然是一个谜。
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