指纹是一个神奇的存在,从古代到现代,似乎指纹都有被人们成功地应用到生活中,而现代,指纹更是成为了人们出行的常用物品。但是无论怎么变化,指纹始终是人类的原始“身份证”,但是这张身份证对不同领域的专家来说却有不同的含义。

从哪年开始身份证有指纹 指纹是人类的原始(1)

不同专家眼中的指纹

对于物理学家来说,指纹有着非常重要的作用,那就是摩擦。指纹的存在可以让我们的手和物体之间最大的增加摩擦力。对生物学家来说,指纹可能代表了一种遗传密码,上面的纹路是独一无二的存在。对于犯罪学家来说,指纹是一种破案的关键线索,它可以定位到可能的嫌疑人或者犯人。

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1910年的一个故事,有凶手逃离了一场谋杀现场,但他留下了一条将决定他命运的线索:在他犯罪的房子外面,栏杆上晾干的油漆上留下了他完美的指纹。而这位凶手的指纹首次被用作刑事调查的证据,并导致他在1911年被判谋杀罪。从那时起,指纹一直是法医调查的重要证据。这些独特的身份标记非常适合用来破案,这几乎就是它们存在的原因。

指纹的存在意义

当然,在现代,指纹更是成为了人们支付的快捷工具,但是你可曾思考过这样一个问题,为什么我们会有指纹?指纹的意义到底是什么?

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前面也提到了在不同专家眼中,指纹有着不同的代表意义,事实也正是如此,而科学家们在这个问题上一直存在分歧。关于指纹,生物力学研究员、英国赫尔大学(University of Hull)生物学客座教授罗兰·恩诺斯表示有两种想法,一是帮助改善抓地力,二是帮助改善触觉感知。

摩擦

首先是第一个想法,恩诺斯花了他职业生涯的一部分时间来研究第一个想法,指纹让我们有了触感。长期以来,这一直是一种指导理论,即指纹的微小波谷和波峰会在我们的手和触摸的表面之间产生摩擦,从而造成这种触感。

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然而还有一种比喻就是指纹的工作原理可能类似于汽车的橡胶轮胎,它的柔韧性使它能够适应行驶时的表面。我们知道在轮胎中,这种柔韧性与装饰其表面的槽状踏板相匹配,这就扩大了轮胎的表面积,因此也增加了摩擦力和牵引力。那么这个原理同样适用于指纹吗?为此科学家进行了一个实验来验证手指的摩擦是否会像轮胎那样随着接触面积的增加而增加。

在实验中,研究人员在一个人的手指上按压一个有机玻璃板,通过不同的尝试改变力道,并使用指纹墨水来确定有多少肉接触了玻璃。令人惊讶的是,这些实验表明指纹减少了实际接触面积,因为指纹中沟壑并没有接触,但是这也表明了指纹有助于摩擦。

触摸感知

指纹还有一个理论是关于在帮助触摸方面的作用。几年前,由物理学家转行巴黎索邦大学的生物学家乔治·德布雷加斯在思考为什么我们会有指纹的问题时,对触摸的潜在作用产生了好奇。我们的手指包含四种类型的机械感受器,或者说是细胞,它们对像触摸这样的机械刺激做出反应。德布雷加斯特别好奇的是一种特殊类型的机械感受器,它叫做帕西尼小体,位于指尖皮肤表面下约2毫米处。研究表明,这些特定的感受器可以调节对精细纹理的感知,它们对精确频率比如200赫兹的微小振动特别敏感,因此有助于赋予我们的指尖极高的灵敏度。而科学家想知道指纹是否增强了这种敏感性。

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为了找到答案,德布雷加斯设计了一种仿生触觉传感器,一种类似于人类手指结构的精巧装置,其传感器可以像帕西尼安微粒那样探测振动。这个装置有两个版本,一个表面是光滑的,另一个表面有一个类似人类指纹的脊状图案。当在一个表面上移动时,脊状突起产生了一个有趣的现象:传感器上的脊状突起放大了帕西尼安微粒非常敏感的振动频率。

作为人类指尖的替代物,这个奇妙的装置表明,我们的指纹同样会将这些精确的振动传导到皮肤下的传感器上。通过放大这些精细而详细的感官信息,科学家得出结论,指纹可以将我们的触觉敏感度提高了好几倍。

那么拥有如此敏感的指尖触觉有什么好处呢?

数千年来,我们的手一直是寻找和食用食物的重要工具,并帮助我们导航世界。这些任务是通过触摸来完成的。而我们需要检测和区分食物纹理的原因是,恰恰区分好食物和坏食物。良好的触觉可以帮助我们避免腐烂或感染的物品。指纹和帕西尼安小体的配对也存在于其他动物身上,比如黑猩猩和考拉,它们部分依赖触觉来寻找食物。

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而我们之所以如此善于操纵和处理事物,是因为我们有这种敏锐的触觉,我们触摸到的东西和我们感觉到的东西之间有一个不断的反馈回路。这可以让我们能够实时修正握持物体的力。例如,当你拿着某样东西时,如果它滑动了,你需要能够用敏感的指尖探测到它表面的变化,以保持你的抓地力。

当然,指纹的秘密远不止于于此,生命本是一种奇妙的存在,也是一种未知的存在,指纹的诞生恰恰是造物主的神妙之处,探索生命,敬畏生命!

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