● 拓展知识广度与深度，培养批判性思考能力，通识读本“新素养系列”重磅推出！

现代大学的学术分科太过专门，知识被严重割裂，于是通识教育与通识阅读应运而生。目的是让读者对不同的学科有所认识，能将不同的知识融会贯通，培养独立思考能力，最终成为一个兼备人文素养与科学素养的全面发展的人。

● 再现法医工作细节，洞悉犯罪现场调查背后的科学原理。

近年来，法庭科学已悄然成为街谈巷议的热门话题之一。在全世界范围内，人们对各种刑事罪案类电视节目、电影和书籍给予了狂热的追捧和关注，提高了公众对科学和法庭科学的认识。《人人都该懂的法庭科学》涵盖了大部分常见科学知识在法律中的应用，为读者呈现了法庭科学背后真实的面貌。

● 剖析法庭科学7大关键领域，揭秘科学证据的法律呈现

毒品，痕迹证据，尸体解剖，血痕及其他体液分析，火灾与爆炸，毛发、纤维与涂料，玻璃与泥土，法庭科学7大领域一一呈现，展现不同学科在案件侦破过程中的应用，带你进一步走进法庭科学的纷繁世界。

● 湛庐文化出品。

● 在《犯罪现场调查》《法医秦明》等影视剧取得巨大成功之后，法庭科学受到了来自大众的前所wei you的关注，人们渴望知道更多的细节。几个小时迅速破获一起案件是可能的吗？如何通过指纹、DNA等线索锁定犯罪嫌疑人？法医在尸体解剖过程中需要注意哪些问题？

● 在《人人都该懂的法庭科学》中，专注于法医和调查科学研究的杰伊 西格尔博士为读者展现了多种在法庭科学中常见的证据，并阐释了它们如何在犯罪中发生、如何被科学家收集和分析，以及如何在法庭上呈现。本书在介绍了法庭科学、证据以及它们与法律的关系之后，将法庭科学的主要领域一一呈现了出来，包括毒品，痕迹证据，尸体解剖，血痕及其他体液分析，火灾与爆炸，毛发、纤维与涂料，玻璃与泥土。

● 《人人都该懂的法庭科学》属于湛庐文化重磅推出的“新素养系列”图书之一。本系列图书致力于推广通识阅读，扩展读者的阅读面，培养批判性思考的能力。其中涵盖了哲学、心理学、法律、艺术、物理学、生物科技等诸多人文科学和自然科学的知识，其中《人人都该懂的法庭科学》所介绍的“法庭科学”是解密法医工作细节、了解犯罪现场调查背后科学原理的重要学科。

杰伊 西格尔

● 现为印第安纳大学与普渡大学印第安纳波利斯联合分校的化学和化学生物学系主任，并曾任该校法医和调查科学项目的主任。

●曾在弗吉尼亚大学担任法医化学家3年，之后在密歇根州立大学担任教授和法医科学项目主任25年。曾获得美国法庭科学学会颁发的杰出研究员奖。

这本《人人都该懂的法庭科学》不仅文风简单清新、内容浅显易懂，而且在通俗中呈现出了物证技术的专业性以及叙事过程中的法律证据语言。该书如同一只轻柔的手，撩开了法庭科学神秘复杂的面纱，让人明明白白地去欣赏它的历史与现在。

——西北政法大学公安学院教授，法医学博士 冯雪

这本书很容易理解，但同时也很严谨，其中杰伊·西格尔对观察者偏见的讨论尤为杰出。本书适合所有对法医学感兴趣的人阅读。

——丹佛大都会州立大学化学教授和犯罪学主任 克里斯 廷德尔

对任何想要了解法庭科学的人来说，这本书非常值得推荐。人们接触这一领域的知识，不应只局限于电视或其他媒体。

——澳大利亚科廷大学法医和分析化学副教授 西蒙 刘易斯

前言 用科学呈现法庭证据 /I

1 法庭科学及法庭科学实验室 /001

什么是法庭科学 /003

法庭科学实验室文化 /011

2 证据：从犯罪现场到实验室 /021

刑事调查程序 /023

证据 /027

3 法庭科学与法律 /037

刑事司法制度 /039

证据规则 /040

科学技术证据的可采性 /043

实验室分析报告 /043

专家证人与证词 /046

法庭上的专家证人 /048

4 毒品：从街头到体内 /055

毒品的管制 /058

毒品的检验 /066

法医毒理学 /069

5 痕迹证据：指纹、枪弹与笔迹 /079

痕迹证据的定义 /082

指纹痕迹 /084

枪弹痕迹 /095

笔迹痕迹 /103

6 法医生物学：身体的证据 /111

法医病理学 /115

法医尸体解剖 /116

损伤形态及暴力性死亡分类 /118

死亡时间 /122

法医昆虫学 /125

法医人类学 /132

法医牙科学 /140

7 法医生物学：血痕及其他体液分析 /149

法医血清学 /151

血痕形态分析 /159

DNA /161

8 火灾与爆炸 /181

燃烧 /184

火灾 /185

爆炸 /191

9 毛发、纤维与涂料 /199

毛发与纤维：最理想的微量物证 /202

毛发 /202

纤维 /208

毛发和纤维的转移及持久性 /210

涂料及类似材料 /212

10 玻璃与泥土 /223

玻璃 /225

泥土 /228

结语 /233

延伸阅读 /239

专业术语中英文索引 /240

译者后记一 /267

译者后记二 /270

痕迹证据的定义

痕迹证据包括毛发、指纹、鞋印、轮胎印、笔迹、枪支和工具的各种痕迹，通常它们都具有一些共同特征。对痕迹证据的法庭科学分析主要是对一些能够重现或表现出一定形态的特征或印记进行物理特征的视觉比对。例如，痕迹分析员将犯罪现场的指纹证据与已知样本进行比对，如果二者具备足够多的相似点，同时也没有无法解释的差异，分析员就能得出未知指纹与样本指纹同源的结论。在一些案件中，现场指纹也有可能直接实现个体识别。指纹分析员通常不需要依据各种规则进行额外的正交试验测试，而是依靠自身的经验和判断就能得出结论。在一些法庭科学实验室中，这样的指纹分析鉴定分别由两位不同的分析员独立进行。分析员对彼此的结论并不知晓，而且他们的具体分析过程绝不可能完全一样。

近年来，随着美国联邦最高法院对多伯特诉梅利尔·道药物化学公司案（Daubert versus Merrill Dow）做出判决，法官、律师，甚至法庭科学家等多方人士开始重新审视那些在法庭科学证据被采信前，关于证据可靠性的科学展示要求和一些证据，尤其是痕迹证据的科学原理。在一些案例中，由于证据缺乏科学可靠性，美国的法院已经禁止了部分之前常规接受的作为个体识别或建立关联的证据。

在本章中，我们将重点讨论最常见的痕迹证据：指纹痕迹、枪弹痕迹以及笔迹痕迹。

指纹痕迹

我们一起来看看双手：手掌和手指内侧的皮肤并不光滑，有许多凸凹形态的花纹，称为摩擦嵴纹和小犁沟。人们认为人体有这种形态的花纹主要是为了能够更好地抓住物体。手掌与手指的摩擦嵴纹结构比较复杂，这种在胎儿发育期就开始显现的特征很容易引起人们的兴趣。即使是同卵双胞胎也会有明显不同的指纹，这种似乎不受基因控制的特征让科学家们颇感疑惑。

对手掌、手指进行摩擦嵴纹结构比对的科学称为指纹鉴定学。虽然数千年来，人们一直都在通过指纹识别人的身份，但这门科学至今仍在不断发展。科学家们一直在积极地研究更客观、更科学的指纹比对方法和更新的指纹显现方法。虽然掌纹证据在犯罪活动中时有发现，但更常见的还是指纹。相比较而言，指纹最容易被发现，目前对指纹的研究也最广泛。因此，我们在这一节将聚焦指纹，也就是指头（第一指节）的花纹。

关于指纹的记载，在历史上源远流长。据说中国人早在3000多年前就使用指纹作为法律文书签名的一种形式，但尚不清楚这种签名方式是否用于识别文书的作者。截至目前，没有任何现存证据证明有一套完整的规则来将这种签名方式用于识别或比对指纹。人类第一次有组织地利用摩擦嵴纹进行个体识别的事件发生在19世纪70年代末。驻印度的英国官员威廉·赫歇尔（William Herschel）要求在与当地原住民签订的合同上必须有他们的掌印。但遗憾的是，仍并未有证据显示，他有一套完整系统的方法将手印对应到具体的人。

1880 年，亨利·福尔茨（Henry Faulds）在《自然》杂志（Nature）上发表了第一篇关于通过指纹进行个体识别的文章。福尔茨是前往日本的天主教传教士，在医院工作时，发现了人类指纹的独特形态。他曾做实验试图磨去或腐蚀指纹，但新长出来的指纹仍与原来的一模一样。福尔茨还发现，将手指浸入墨水中可以获得指纹的纹线。他提出将来一定可以在犯罪现场收集指纹，甚至还通过指纹协助东京警方调查一宗入室盗窃案。福尔茨一生都对指纹研究保持着浓厚的兴趣。他曾写信给著名的人类学家达尔文，希望得到大师的支持与资助。达尔文将这个请求转给了表弟弗朗西斯·高尔顿爵士（Sir Francis Galton），虽然高尔顿并未资助福尔茨，但明确表示支持他的发现。

1883 年，法国警方专家阿方斯·贝迪永（Alphonse Bertillion）设计了第一套系统的个人身份识别方法。这套方法被称为“人体测量学”，它是一门通过精细构图详细描述人体的科学。这门科学又被称为“人物肖像描述法”，因为它不但包括人体的全身照片，还包括对人体的尽可能精确的测量。后来，人们以贝迪永的名字命名这套系统测量方法，称其为“贝氏测量法”。这套方法以一个未经证实的假设作为基础，即人类骨骼大约在18岁之后就停止生长。贝迪永还认为每个人的骨骼形状都是不同的，这就是他要创立一套的身体测量方法的原因所在。

直到20世纪初，“贝氏测量法”一直都被认为是可靠的个体识别方法。但1903 年威廉·韦斯特（William West）事件发生后，人们意识到这套方法存在问题。当时，韦斯特被判有罪，被送往美国堪萨斯州的莱文沃思监狱关押，那时，监狱系统采用的就是贝迪永的“人物肖像描述法”。但是，当威廉· 韦斯特在监狱被仔细测量一番后，监狱警官却发现已经有一个“威廉·韦斯特”在监狱里了——有一个正在服刑的罪犯的人体测量数据与威廉·韦斯特的完全一样。不过，尽管这两人看上去就像双胞胎一样相似，但他们的指纹却是不同的。这例案件证明了“贝氏测量法”并不可靠，也无法进行个体识别。因此，在那之后，它很快便被淘汰了，取而代之的就是指纹。

1892 年，弗朗西斯·高尔顿爵士出版了《指纹学》（Finger Prints）一书。这本著作的主要贡献之一是作者提出所有的指纹纹形都可以分为三类：弓形纹、箕形纹和斗形纹。高尔顿还指出，指纹是的，并且在整个生命中都不会改变。《指纹学》出版时，高尔顿的观点已经初步形成了一定的规模和模式，下一步就是应用这些方法和模式开发出一个分类系统。这个分类系统的设计目的就是将一个人的全部指纹进行编码分类，从而可以更快地检索到具体某类指纹的情况。假设一个人的指纹已经被录入系统，警方若想得知此人的详细情况，就可以使用这种分类方法在数据库中快速检索。

后来，大约在同一时期，两个独立的指纹分类系统被开发出来了。由于对高尔顿的研究有着极大兴趣，一位叫作胡安·布塞蒂奇（JuanVucetich）的阿根廷警官开发出了第一个分类系统。这个系统几经完善，至今仍在南美洲和中美洲有着广泛的使用。而在英格兰，爱德华·亨利爵士（Sir Edward Henry）则开发出了另一套略有不同的指纹分类系统。与布塞蒂奇的系统一样，亨利的系统至今仍在美国和欧洲大部分地区使用。亨利的分类系统关注每个指纹的具体特点，包括哪根手指有弓形纹、箕形纹和斗形纹，以及在一个具体的纹形中嵴纹的数量是多少。最初的亨利分类系统使用五大类别对十指指纹进行分类，再分出上千个具体的子类。这个分类系统一直运行良好，直到由于子类数量过大而导致系统检索缓慢后，才进行了进一步改良。近年来，美国联邦调查局对亨利指纹分类系统进行了补充分类，进一步扩大了亨利分类系统。

指纹的提取与显现

犯罪现场的各种物体表面都有可能发现指纹，所以指纹分析员需要花费大量时间在现场搜寻并提取指纹。即使犯罪分子戴着手套进入犯罪现场，也可能留下指纹。因为手套有可能会滑落，也有可能会因为种种原因脱掉，有时甚至犯罪分子戴着手套也会在物体表面留下手印。相对而言，前文提到的明显指纹和成型指纹比较容易提取。油漆或者其他介质的物体，如泥子等，非常容易将指纹保留下来。对指纹分析员来说，在犯罪现场真正的挑战来自发现并显现隐藏的潜在指纹。随着近年来科学技术的不断进步，显现指纹的方法也日新月异，许多新的物理和化学方法不断得到改善和开发。

显现指纹的具体方法取决于指纹所在的表面材质。光滑、无孔的表面可以直接用指纹撒粉或者用氰基丙烯酸酯烟雾熏显。市面上有大量商业用的指纹粉，颜色五花八门。但显现指纹所选粉末的颜色应尽量与载有指纹的客体颜色形成反差。刷显指纹的毛刷材质通常是骆驼毛或尼龙，非常柔软。对于质地相对较好的客体表面，如塑料和兽皮等，刷显指纹通常使用磁粉和磁性刷。蘸取磁粉后，刷子不需与客体接触，只需反复轻扫过表面，直至指纹显现即可，这样磁粉就可以“挂”在指纹痕迹上，达到显现的目的。

开发显现指纹的新化学方法是指纹研究最活跃的领域之一。历史最悠久的使指纹显现的化学方法是碘熏显现法。在室温下，碘是固体状态，当对其进行加热时，它就会升华，直接变成气体，而非液体。当成为气体的碘遇到指纹痕迹，它们会发生化学反应，使指纹呈现出微红的颜色。但是用这种方法显现的指纹只是暂时性的，所以要在指纹显现后立即拍照提取，并用其他方法将其固定。另一种“古老”的显现指纹的化学方法是硝酸银显现法。因为硝酸银必须以溶液形式使用，因此无法用于那些可能会被溶液损坏表面的物体，这也就限制了这种方法的广泛使用。对硝酸银最大的改进是物理显影剂，它是一种含有还原剂的银基产品，可用于硝酸银适用的表面，也可用于潮湿的表面。

也许现在最流行的显现指纹的化学方法是茚三酮，它是在纸张等有孔表面上显现指纹的理想试剂。将茚三酮以喷雾形式涂于待显客体上，它就会与指纹中留存的任何微量氨基酸发生化学反应，形成一种蓝紫色的化合物——罗曼紫。在室温下，指纹通常需要几个小时才能显现，有时痕迹较弱的潜伏指纹可能需要一天多的时间才能显现。将客体表面加热至100℃左右可以加速其化学反应。

1982年，日本科学家用氰基丙烯酸酯进行试验，用它来制造一种新型胶水。他们在排烟柜处加热了一些胶水，稍后回来看时，发现排烟柜里玻璃器皿上的指纹变得清晰可见。氰基丙烯酸酯雾非常容易凝结在指纹嵴纹上，所以“万能胶”熏显法就诞生了。今天，许多法庭科学实验室在熏显柜/ 箱内使用万能胶熏显法，可对多种不同类型的物体进行指纹显现工作。有一种便携式的熏显棒，用于显示小面积范围内的指纹，还有一些熏显装备可以在汽车内进行熏显。虽然用氰基丙烯酸酯雾熏显的指纹痕迹坚固，但颜色却发白，所以需要用其他指纹粉末或化学制剂对其做进一步的显现。如果效果还是不理想，还可将其擦拭后换另一种粉末或试剂。

在氰基丙烯酸酯熏显法的研发过程中，科学家还发现指纹残留物中含有若干种物质，这种物质在暴露于特定波长的光时会发出荧光。但是问题在于，这些残留成分的浓度还不够高，需要极强的光照才能产生足够的能量制造荧光。最早用于观察指纹原生荧光的光线是氩离子激光。当暴露在这种浅绿色光线下时，指纹痕迹就会发出荧光。但是，当荧光物质过于稀疏时，即使是激光照射也无法保证一定可以照出指纹。在开发出氰基丙烯酸酯熏显法后，科学家借助于这种方法显现指纹不易被破坏的特点，采用液体荧光染料，如罗丹明6G 等，来处理指纹痕迹。这种染料吸收绿色的氩离子激光后会产生黄色的荧光。自从激光照射显现法被开发出来后，科学家又发现了其他种类的可照射光源来取代激光。使用加有滤光器的强光灯能够将特定波长的光用于照射并显现指纹。今天，罗丹明6G 已经成为法庭科学实验室最常用的指纹显现物质之一。

指纹比对

我们发现和提取指纹的目的，就是将它们与刑事调查中犯罪嫌疑人的指纹进行比对。已知指纹可通过十指指纹信息卡收集。这是一种表单，主要用于收集已知指纹，每个指纹都必须录入在表单的相应表格中，同时犯罪嫌疑人的一些相关附加信息也可以录入其中。录入指纹的时候，捺印人必须蘸足捺印油墨，保证其覆盖整个手指，然后在信息卡对应的表格位置捺印对应的手指。捺印时，首先在第一行录入右手拇指，依次直至右小指，然后在下面一行录入左手拇指，依次直至左小指，至此，就完成了十指指纹录入。表格下方是双手的平面捺印，左边是左手四指平面捺印和左手拇指捺印，右边是右手四指平面捺印和右手拇指捺印。

要想通过指纹辨别某个人的具体身份，数据库中必须有这个人一组完整的指纹捺印墨迹。例如，在英格兰和威尔士，警察局使用的是国家自动指纹识别系统。这套系统正是基于我们之前提到的亨利指纹分类系统。亨利指纹分类系统有一套完整的方法对指纹进行分类，并且每一种类别都有不同的特点。通过字母和数字的符号组合，每一种分类的具体细节类型可以被描述出来，最终结果看起来就像是带有一串数字和字母组合的分数。但遗憾的是，在犯罪现场极少能够收集到全套指纹，更多时候可能仅有一到两个指纹，甚至是不完整的指纹。如果收集到的嵴纹数量充足，仍可将其与已知指纹进行比对。当指纹分析员认为手指嵴纹的细节收集充分，即收集到足够多的点时，就可以将犯罪现场提取到的未知指纹与已知样本进行比对。

直到近几年，许多国家才纷纷制定标准和规定，要求指纹分析员在未知指纹和已知指纹比对时，必须找到足够多的细节特征点数，才能宣布指纹比对确定到某个具体的人。在一些国家，最低要求是10个点，也有的国家要求12个或16个点。但由此也产生了一个问题，即当对一个细节特征有过于繁多的标准时，就相当于没有标准。因此，在1990年，国际认证协会宣布，今后将不设定个体识别的最低细节特征点数，而是由指纹分析员来决定。

指纹嵴纹的观察细节有三个级别：

◎ 1 级细节：指指纹的一般特征和形态, 如正箕纹。这些特征和形态不能用于个体识别，但可通过比较排除某个指纹。

◎ 2 级细节：指特定的嵴纹，如终结点或分叉点。这些细节特征点可用于对未知指纹进行个体识别的鉴定。但要注意，重要的不是未知指纹和指纹样本有同样数量的嵴纹类型，而是相对于其他指纹，进行比对的指纹的每一个细节特征点都处于同一位置。这就好比我们进行笔迹鉴定时，重要的并不是进行比对的两个笔迹有相同数量的字母“a”或“e”，而是在进行比对的每个样本中，具体每个字母的形态和大小的差异情况。

◎ 3 级细节：指指纹的“瑕疵”，如切割伤、疤痕、边缘形状，甚至还包括汗孔。这些细微的差异有时仅能通过显微镜进行辨别。由于这些极其细微的“瑕疵”对已知和未知指纹来说都很少见，所以通过它们，我们能进一步确认指纹的个体区别性。值得一提的是，以上提到的细微差异的辨别都取决于捺印指纹成像的效果。有些指纹显现法能够更好地显示出指纹的种种“瑕疵”。因此，在比对指纹时，这些因素都需要纳入我们的考虑范围内。

用科学呈现法庭证据

近年来，法庭科学已悄然成为街谈巷议的热门话题之一。在全世界范围内，人们对各种刑事罪案类电视节目、电影和书籍的狂热追捧和关注，出人意料地提高了公众对科学和法庭科学的认识。最重要的是，在那些真实、万众瞩目的案件中，法庭科学更是如影随形，产生了至关重要的影响。以DNA分型技术为例，它成功协助了世界各地的司法机关惩治罪犯、保护无辜。

但在个别案件中，法庭科学却没有得到正确运作，造成了刑事错案，使“悬案”成为公众会脱口而出的词。另外，法庭科学在刑事司法系统中的“过度”普及，甚至造成了案件积压和周转时间的延长，有时警方需要等待几个月才能拿到实验室报告。据统计，仅在美国就有超过50万宗积压案件。

媒体的宣传报道导致公众对法庭科学既有了解又有误解。我为各位读者写这本书，旨在说明法庭科学究竟是什么以及不是什么。在此，我既无意演绎或重述那些惊骇可怖的案例，也不打算将这本书视为我职业生涯的庆祝或总结。相反，它仅仅是对法庭科学实务的讨论，其中涵盖了大部分常见科学知识在法律中的应用。我由衷地希望各位读者能理解法庭科学的严苛性和法庭科学家们的艰辛。尽管每宗案件的调查总是充满风险与挑战，但法庭科学却始终致力于为世界各国的法庭呈现真实客观的证据。

衷心祝愿各位在阅读中收获乐趣和知识！