指纹是造物主赐给警察的一个法宝。警察借助这一法宝探幽解谜，克敌制胜。当一起历尽艰辛仍久侦未破的重大案件，凭借着半枚现场指纹的鉴定而突破时，鉴定的同志从心底感谢这貌不惊人的数根指纹线。
很多人认为，指纹鉴定就和马路边看手相的一样，拿起你的手，看上一眼，就能给你说上半小时，你的前世、你的现在、你的未来……容易得很呢。
其实不然，指纹鉴定是件细活，是件苦活。不足方寸的一枚指纹上，纵向的35条纹线，横向的45条纹线，黑白相间，变化多端，能产生100～120个细节特征来。
指纹纹线细如发丝，细节特征比蝌蚪还小，鉴定人员整日里所做的具体工作，就是识别比蝌蚪还要小的特征。更为重要的是，与真蝌蚪相比较，识别指纹特征难度更大。
在进行指纹比对时，还需不断地将两枚指纹的细节特征比较，明确哪些“蝌蚪”是相同的，哪些“蝌蚪”形同实不同，哪些“蝌蚪”绝对不同。连续几小时趴在桌子前，眼睛贴着放大镜镜片，目光一刻不停地从每一条纹线上扫过，时间一长，原本黑白相间的纹线开始模糊，成为一片；原本静止的“蝌蚪”慢慢地“游动”了起来，恰似百十条蝌蚪挤在一个小瓶里，摇头摆尾。
当库存指纹档案超过十万份以上时，比对一起刑事案件现场指纹往往需要3~5名指纹工作者查上好几个工作日，所查的结果还不一定放心，再复查一遍又需要好几个工作日。手工比对指纹工作量之大，持续时间之长，效率不如人意，客观上要求指纹管理工作必须符合实际需要。
20世纪80年代起，先进的计算机图像处理技术初露端倪，为解决上述难题提供了技术上的可能性。公安部高瞻远瞩，超前决策，决定赶超世界先进水平，并将它列入“八五”、“九五”国家科技攻关项目，研制开发了中国版本的《指纹自动识别技术》。
在人体外在的特征中，最适合计算机进行模式识别的一是虹膜，二是指纹。
虹膜即人为人们所熟称的黑眼珠，是眼球前一层圆盘状的薄膜，最厚处仅0.5毫米，中央部分是瞳孔。虹膜上交叉密布有大小血管环及形态各异的收缩纹，在红外线的照射下，虹膜的微观状态色彩斑斓：黑黑的瞳孔周围，密如蛛网的血管、神经、收缩纹呈放射状向四周有规则地散出，像圆圆的火山口喷出的五彩熔岩奔腾下山，是那么晶莹，那么奔放，那么美丽。
这美丽的环状血管和奔放的收缩纹和指纹一样，与生俱来，人各不同，终生不变，不可伪造，是虹膜自动识别所依据的个体特征。1992年，美国首先发明了虹膜识别技术，1998年，日本将这一技术直接应用于特殊单位和场所的安全保卫。凡有权进入该场所的人员都事先录入其虹膜，建立虹膜数据库。需进入时，眼睛只要与专用的红外线摄像机对视一下，系统便会自动识别，自动将门打开并做好记录。凭目光开门就是如此的神奇与简单。这项技术用于安全保卫是它的长处，对于打击犯罪少有用武之地，因为罪犯的目光不会留在现场上。
指纹则不然，指纹遗留极具普遍性。虽然很多犯罪分子总是试图在作案的过程中不留下指纹或清除掉指纹证据，但几乎极少有罪犯能逃脱指纹这一劫。因为很多时候、很多情景下，手几乎不用大脑指挥就会下意识地有所动作，一个人很少能完全记住自己究竟触摸过哪些地方，会在哪些物体上留下指纹。常常是一不留神就把“指纹名片”赠送给了警察，以方便他们按图索骥。
指纹是线条组成的几何图形，对计算机而言，它是一种较易识别的二维平面图形。科学家发明了指纹自动识别软件，将现实的指纹，经光电扫描录入计算机，来自指纹的原始图像的模拟物理量（光电信号）通过模/数变换器变换成数字化的指纹，以供计算机自动比对与识别。
供计算机识别的指纹采集的面积为29毫米*29毫米。千万别小看这点面积，它上面的特征所含的信息量为240K，约合15360个汉字。一枚指纹将占据计算机内存一定的空间。科学家又采取图像压缩的方法，将原始指纹的图像信息压缩25至50倍，缩小到6至7K，极大地方便了指纹图像的储存与传输。
指纹实行自动识别，曾是新中国两代指纹工作者的梦想，1996年1月，梦想成真。公安部门与清华大学、北京大学等科研院校共同研制的多个大容量指纹自动识别系统通过了国家级鉴定与验收，标志着我国刑事指纹信息管理从此迈入世界先进行列。
目前计算机自动识别清晰的捺印指纹，其准确率几乎为100%；识别来自犯罪现场残缺不全的指纹，识别出的嫌疑指纹一般排名在前30位，大多列前5位。技术人员在计算机筛选的基础上，原本要查验几十万份档案的工作量，降至最多只要看30份就能发现作案嫌疑者，并且不用担心发生漏检现象，因为计算机不会偷懒，检验的时候也从过去的几十个工作日缩短至几分钟。
1992年，当指纹自动识别技术尚在研制过程中时，在公安部科技司的支持下，常州市公安局与清华大学、北京市公安局刑事侦查科学研究所合作、开发、研制国家“八五”科技攻关项目《中小容量指纹识别系统》，并投资近百万，在全国中小城市中率先建立了指纹自动识别系统；
1994年4月11日是个有意义的日子，常州市公安局用58.2秒时间，在该系统上自动检索出1989年5月21日常州市内机厂综合服务部盗窃案的现场指纹为江苏射阳县籍人员薛某所留。五年的积案，50多秒破获，指纹自动识别技术从零开始，终于有了成功的第一例。
2000年3月3日，常州市公安局站前派出所查获湖北利川市牟绍辉等三名盗窃犯罪嫌疑人。审查中，牟等人矢口否认在常作案的事实。办案民警当即通过指纹自动识别系统检索比对，很快认定该市1998年、1999年发生的两大窃案现场指纹为牟所留。3月4日，又通过江苏省指纹远程网络查询系统，在南京市公安局指纹自动识别系统现场指纹库中，直接认定1999年4月14日发生在南京市下关区的一起重大盗窃案现场指纹也为牟所留。在高科技面前，牟被迫交代自1999年以来流窜各地盗窃作案50余起，涉案总值20余万元的犯罪事实。此案创造了中国运用指纹实现网上破案的最早记录。
两星期后的3月17日，北京市公安局刑科所指纹室在比对公安部下传的现场指纹中心数据库时，再开现场指纹远程传输系统破案纪录，认定1998年12月2日，发生在吉林省汪清县农业银行信用卡办公室被盗案现场指纹为黑龙江省牡丹江市盗窃犯周奉所留。为此，北京市、汪清县两地公安机关均受到公安部表彰。
历史永远记住第一，常州市公安局在指纹技术史上的“三个第一”，来之不易，难能可贵。
一花引来百花开，1997年开始，指纹自动识别技术在全国范围内兴起，短短几年就产生了巨大的工作效益。以江苏省为例，1999年至2002年，已直接查破各类刑事案件3300余起，带破各类案件1.8万余起。指纹自动识别系统现已成为该省县级以上公安机关刑侦部门的必备装备。
这项技术还有力地促进了刑侦部门乃至整个公安部门作战方式的改革与创新。出现了诸如“指纹网上会战”等新名词、新方法。现在刑侦部门已养成习惯，一旦在现场取到指纹，立即上网进行检索。很多时候，就在轻按键盘鼠标之间，作案嫌疑人就立刻原形毕露。此项技术还有一过人之处，就是它能实现永久比对。一枚现场指纹一旦存入指纹数据库后，便永久保存。并可以每日、每旬或每月与新入库的指纹资料自动进行比对，很多年久日深的无头积案就是在这样的方式下破获的。
1991年11月24日凌晨，常熟市虞山镇十字西路18号市农副产品交易市场水果批发部值班人员被害，被劫现金若干。此案虽经艰苦努力，一直未能侦破。1998年，常熟市公安局装备了指纹识别系统，此案的现场指纹被存入现场指纹数据库。1999年的7月9日，爆出了特大喜讯，经系统自动比对，因盗窃而刚逮捕入狱的嫌疑人庞家洪被认定为该凶案指纹遗留人。八年沉案在计算机的辅助下出人意料地得以破获。
在现代互联网的支撑下，现在，全国性的数字化指纹网络正在形成，分散在全国各地的上千万份指纹档案得以整合，实现网上“大会师”。不用今天跑吉林，明天赶云南，坐在桌前，可在最短的时间里，最大限度获取全国的指纹信息，实现“观五湖于须臾，抚四海于一瞬”。 这是一种真正意义上的天罗地网，罪犯在任何一个地方作案留下指纹，身份即无法隐瞒，奸恶无所匿迹，最终将入罗网。
指纹自动识别技术不仅仅在警界独具风采，在经济领域、社会管理等领域有着更为广阔的应用前景。小小一枚指纹上充满着无限的商机，在我国，这项技术在民用领域的应用正呈方兴未艾之势。
2000年7月1日，深圳市社保系统为防止养老金被他人冒领、盗领，在全国率先实行凭指纹认领，新疆、江苏等地随后亦采用了此方法；
2000年下半年起，上海市对考B照、C照者实行指纹式IC卡计时培训，以防止培训课时“缩水”，纠正和防止训练质量下隐、找人作弊等问题的发生。两年后，浙江省台州市考驾照也实行指纹认证制度。
1998年9月10日起，珠海市商业银行开办无匙式指纹保管箱租用业务，客户可随时凭指纹开箱，既安全又快捷；
地处南京的银佳实业有限公司早在1999年就开始使用指纹考勤机代替打卡机，该公司领导的个人电脑也采用指纹做密码，有效地防止了泄密现象的发生；
2000年11月起，上海邮政绿卡可用指纹取款，2002年平安上海团险与18家医院联合推出“健保通”平安医疗卡，被保险人就医，出具医保卡“和健保通”卡，凭指纹确认身份后，所有就诊的数据同时传输至保险公司自动审核。7至10个工作日理赔款就会转到被保险人银行账户上；
湖南高考为防作弊，采用指纹IC卡确定考生身份；山东菏泽一次购进68台指纹鉴别仪充当考生审查官，一名“枪手”代人考文化课未能通过指纹鉴定而被发现；
深圳皇岗口岸，每天进出海关的司机再也不用下车，只要将手指在指纹采集仪上轻轻一按，就能顺利过关；
面对愈演愈烈的身份证制假活动，人们期待着实施指纹识别式电子身份证，身份证智能化势在必行。届时利用假身份证进行犯罪的活动将得到有力的遏制。
曾在两份两年前的报上看到两段相同的话：“也许有一天，你不必随身携带那一串钥匙，只需手指一按，门就会打开；也不必记住那烦人的密码，利用指纹就可以提款、计算机登录；出远门也不需要带卡和证件，只要用你的指头一摁，旅馆就会让你住店，银行就会让你支钱。相信这一天，不会太远。”
仅仅两年，“一指走天下”的时代到来了。
于是很多人开始担心，指纹如此的重要，高科技如此的发达，要是克隆你的指纹怎么办？要是像美国进口大片的情节一样，砍下你的手去开保险箱怎么办？
不用着急，在相当长的时期内，科学技术还克隆不出带有生命活力的神奇的指纹来，砍下的手也打不开保险箱，因为指纹锁也好，指纹门禁系统也好，它识别的并非是指纹图像，而是由不同的指纹图像所产生出来的不同的生物电流图。手指一旦离开了生命体，不再有新陈代谢，指纹采集仪对指纹也就“失去”了兴趣。
常州市公安局曾办过一件典型的案件：2002年4月26日晨，一个歹徒手持利刃进行抢劫，在厕所中将受害人吴洪榕杀死。现场勘查中，在中心现场尸体边发现了两块新鲜的手指指肚部分肌肉，上面的指纹纹线十分清晰。死者十指完好，无疑这是凶手留下的。技术人员尝试让指纹自动识别系统直接读出该指肚上的指纹特征，但系统对它无任何反应。最后改用照相翻拍后的照片输入，查出了该案的作案者王元中。
其实科学家早就考虑到各种可能复杂情况了，因此在软件设计上，运用的是活体采集指纹的原理与方法，此足以对付不测矣。
附：拓扑学创新指纹鉴定经典理论
被誉为物证之首的指纹鉴定，在犯罪对策学中的地位与作用始终是不可动摇的。指纹以它千姿百态的图形展示着人各不同和终生不变的两大规律，天然资助侦探们去除暴安良。
现代指纹学的开创者，英国人类学家弗朗西斯·高尔顿在对千变万化的指纹几何图形归类分析后，将指纹的图形概括为拱、环形纹（箕）、旋涡纹（斗）三大类。对于单一纹线和两相邻纹线的关系及具体形态，高尔顿运用了起点、终点、分歧、结合等多种形象化的名称予以命。100多年来，各国在指纹鉴定时一直沿用高尔顿细节（简称细节特征）作为鉴定的主要依据。一枚完整的指纹，不足方寸，上面大约密布着100至120个细节特征，这众多细节特征的组合，构成了人各不同的特殊本质。数学家经计算。如果按照四种细节特征（起点、终点、分歧、结合四种，而小点、小棒、小眼等另五种特征则是前四种的变化），每指100个特征计算，指纹特征的排列组合为4^100=1.60689*10^60种。按50亿人口计算，指纹重复的可能将发生在6.05*10^59个世纪之后，由此得出了世界上没有完全相同指纹的结论。
应当说，任何客观事物，当能够用简洁明了的数学公式加以阐述时，它无疑是科学的。但指纹检验的实践并没有到此停步，因为犯罪分子不会慷慨地给你留下完整的指纹，它会因为手指的动作、承受客体外表的形态与光滑程度、手指与承受客体表面不同附着物及形成指纹时的作用力大小等各种复杂因素，形成残缺不全的、局部或大部模糊、变形的指纹。也就是说，我们最司空见惯的，不是有着100个细节特征的完整清晰的指纹，而是面积残缺、仅有少量细节特征的指纹。这就产生一个问题，这种指纹可否作为个体鉴别的依据，或者说需要多少个细节特征才能区别不同的个体而不发生错误？
对这个问题，至今没有统一的标准，百年的指纹学检验的实践，初步形成了一个约定俗成的模式。大多数欧美国家认可12个以上细节特征具备鉴定条件的标准；我国流行7-8个细节特征具有鉴定条件的习惯。同时各国指纹检验机构都认为，若一枚指纹面积较小、细节特征低于数量临界线，其细节特征重复的概率会急剧升高，容易使鉴定者产生认识上的经验性错误，因此通常认为这类指纹不具备进行科学鉴定的基础。不应否认，这也是实践中总结出的经验之谈。
这种认识，这种鉴定的理论与方法，基本上是建立在高尔顿细节特征和概率论的基础之上的。著名犯罪对策学家柯尔金指出“在同一认定中确定客体的特性，是通过研究这些客体特征的办法来实现的。这些特征即称为同一认定特征”。这种把该客体区别于所有其他客体的特征总合，即称为特定的总合。确定特征的特定总和，把客体特定化，是同一认定的一项重要任务。通常的理解，高尔顿细节的概念约等同于指纹中的“同一认定特征”概念。高尔顿细节的总合，即为能把客体特定化的“特定的总合”。
由上可知，我们在确定特征总合时，除了注意对指纹的整体形象的比较外，注重的或主要依靠的是高尔顿细节的比对。因为高尔顿细节鲜明、直观、形象、各特征相互间的空间几何关系特殊易识，根据一定量的高尔顿细节足以回答两枚指纹是否同一的问题。这已为无数的破案成果所证实。
但这种传统的指纹检验与方法的缺陷是明显的。久而久之，它使我们在检验时过分地依赖高尔顿细节，尤其当指纹中高尔顿细节数量较少的情况下，让人难以下决心作出明确而又肯定的结论，最后只能以“缺乏鉴定条件”作答。毫无疑问，按照辩证唯物论的观点，检材必须具备一定的条件，即检材的客观性。检材如缺乏相应的客观基础，鉴定就成了无本之木。
但问题的关键是我们所说的鉴定条件是人为地定得高了，还是定得低了？还是指导我们进行鉴定的科学理论存在片面性，需要完善？为了说明这个问题，不妨举两个鉴定中的极端例子。
1、在两张长与宽尺寸相同的白纸上，各随意点上一个小点。问，这两张纸能否作同一鉴定？纸上的这个点特征相同的概率是多少？稍有一点数学常识的人都知道，以一个点作概率计算，表面看在理论上其同一的概率极高，但实际上同一的概率极小。因为由于有了这个点，就与纸的周边及其所有空白处构成了特定的拓扑图形。点可看作为有（暂称为显性特征），空白处可看作为无（暂称为隐性特征）。但无中生有、无中实有，空白处是无数个隐性特征的集合。这好比一幅中国画，画留三分白，这白处虽无笔墨，但可能是最大的、最佳的笔墨。有无之间构成了深奥的辩证关系。它的深奥在于，一张白纸，好比是浩瀚的夜空，两颗流星相撞的可能性几乎为零。
2、假如一枚指纹，所有纹线从头到尾贯穿于指纹的左右侧，但没有任何高尔顿细节。问题是否具备鉴定条件？专业工作者都知道，这种没有高尔顿细节的指纹是最具特征的指纹，仅仅是不能完全用概率论的观点来评判它。实践中虽没有这种指纹，但并不等于理论上不必回答这类问题。
上述两个例子说明，仅依赖高尔顿细节不能解答指纹鉴定中的所有问题，尤其是残缺不全的指纹鉴定问题。指纹学的鉴定理论需要完善，完善需要创新、需要用新的科学理论武装。
拓扑学是整个现代数学的主要基础理论，它研究的对象是几何图形在一对一的双方连续变换下不变的性质，这种性质称之为拓扑性质。拓扑学与几何学、概率论最大的不同是，它在讨论最一般的几何图形时，是将图形看作是一个函数，给定一个函数定义域。它认为，在映射f : A->B的条件下，集合A（函数的定义域）的每个点x，必定对应另一个集合B的相应点f(x)。两者是一一对应的，被映射到集合B的每个点恰好是集合A的一个点，在映射下f没有重叠。
以指纹图形为例，拓扑学认为，一枚指纹就是一个函数定义域，一枚指纹的一小部分也可是一个特定的函数定义域，指纹中的所有纹线，不论其形态是否常见还是特殊，不论纹线或长或短，还是弯弯曲曲，不论是否构成高尔顿细节，都是集合A中数的表现形式，都是由点x所组成的轨迹，轨迹是由无数个点所组成，每个点都对应于(x,y)一组数，无限多个点对应无限多组数，在图形中都代表着拓扑不变量。换句话说，都是指纹特征。
在比对中，所有纹线都必须无一遗漏地参与进去，当两个被检验的图形每个点x（及其轨迹）的数都一 一对应，没有重叠、没有差异，均相等，就证明了两指纹具有相同的拓扑性质，是同胚映射，即两指纹同一。反之，任何一个点x之数不符则不是同胚。
在拓扑学的理论指导下，我们就不会再陷入究竟需要几个细节特征才具备鉴定条件的机械论之中，而是将指纹化作函数定义域。只要能证明这有限的特定的函数定义域中每个点x都一一对应，就能证明两枚指纹具有相同的拓扑性质。在此理论的启迪下，我们可进一步提高指纹鉴定的精确度，即可在更微观的水平上进行鉴定，例如对单一纹线形成，尤其是端点形态的检验，对纹线上汗孔形态的检验等。
理论的创新对实践具有重要的指导意义，我们在鉴定江苏省武进市2001年7月12日凶杀分尸案现场指纹中有了初步结果。该现场指纹为血指纹，遗留在包裹尸块的纸箱一侧，分析为作案者丢弃尸块时无意中所留。经检验，该指纹无中心、无三角，系指尖部位所留，仅有三个稳定的细节特征，初步判断为左手食、中、环指中的一指所留可能性较大。经大量比对，发现犯罪嫌疑人徐某的左手中指指尖部位三个特征与现场指纹相同。为了慎重起见，侦查部门送多个上级技术部门复检，终因特征量少没有结果。
我们接到该指纹的鉴定任务后，在全面审核该现场指纹的发现、提取、显现、拍摄的全过程基础上，结合实物对该指纹作了全面而又深刻的分析，认为该指纹确与犯罪行为有关，其遗留动作正常，作用力平稳，纹线清晰无变形，细节特征虽仅三个，但稳定可靠，以传统的指纹鉴定理论看虽不具备鉴定条件，但用拓扑学理论分析，该指纹虽残缺，但其中有14根纹线清晰，相互间的空间关系明确，可构成一有限的但是特定的函数之一义域。经与嫌疑人徐某左手中指比对，认定两者间在该函数定义域内每个点x都一 一对应，没有重叠与差异，遂果断作出认定结论。
侦查部门将该鉴定结论作为重要的证据之一，对嫌疑人徐某分别采取了刑事拘留和住宅搜查等项法律措施。不到24小时，查实了分尸第一现场和嫌疑人藏在住宅屋顶瓦片下的被劫的17万元现金、手机等物品，徐某亦完整地供述了杀人、分尸、抛尸的作案作过程，僵持了一个多月的侦查工作圆满结束。
这个案例或许是个特例，是否具有典型性，有待大家评论。但至少它是一个具有开创性的探索，它告诉我们，形和数是天生联系在一起的，从点出发可能形成各种各样的线、面、体，将大千世界的各种形象包括在内。几乎所有形体都可以用数的知识加以研究，这就是数学尤其是拓扑学的综合威力。拓扑学的理论有助于拓宽我们的视野与证明方法，并全面创新和完善痕迹检验的理论体系。
