独一无二的你
全球有70亿人口分布在世界各地,而在过去的5万年间,据估计共有1000亿人口在地球上生息过。每个人都会是独一无二的吗?随着生命科学对人体认识的日益深入,人类个体的独特性被越来越多地揭示出来。那么,人类个体的独特性和不可取代性究竟表现在哪里呢?
DNA
人的独特性首先体现在DNA,即脱氧核糖核酸,它是人体所有遗传信息的原始备份。2001年,人类基因组计划提交的报告说,人类在基因上表现出的差异只有0.1%;10多年过去后,现在这个结论又有了变化,也就是人类在基因上显示出的差异有0.5%。但即使这样,这个差异也似乎还是太小,它能够使你在这个世界上独一无二吗?
回答是肯定的。人类DNA中包含有大约32亿个碱基对,0.5%就意味着大约1600万个碱基对,它们的组合数则更多,所以任何人都没有机会和你的基因完全一样。
那么同卵双胞胎呢?假若你有一个同卵双胞胎的兄弟或者姐妹,这是否意味着你们的基因完全一样呢?科学家们解释说,同卵双胞胎完全一样只可能发生在母体开始怀孕的那一刻,接下来,随着时间的推移,差异就出现了,而且越来越大。因为基因在复制过程中会出现微小的改变和突变,这种情况在普通人身上也会同样发生。
面相
与隐藏在体内的基因相比,我们更多地是从长相来确定他人是谁的。现在我们知道,即使是非常微小的基因差异也会在人体上表现出来,只是有时我们不太容易察觉罢了。挪威一项研究显示,有几千个挪威人的面相达到了92%的相似度,在这种情况下,不论是人眼还是面孔识别软件,若不进行仔细的辨别都不大容易加以区别。在另一项研究中,当人们用两张相像的照片让人或机器来识别照片中的人是否是同一个人时,不论是人还是机器,两者的判断都没有比随意的猜测更靠谱。
对于熟悉的人,我们辨别的准确率可以达到66%,而对于不熟悉的人,准确率只有56%。好在有新的研究显示,其实人们并没有局限于只依赖长相识别人。美国研究人员发现,人们的大脑还非常善于综合收集身体信息,当人的面孔被遮挡或者因距离太远而看不清时,大脑会通过身体的信息,例如个头和身材来识别人,而且效果通常很好。
指纹
和面相相比,指纹似乎更加可靠,它们的形态更能显示人的独特性,所以指纹一直被用来确认一个人的身份。指纹的形成除了受基因的控制外,也受其他因素的影响,例如子宫内的压力和羊水的晃动都可能会影响胎儿指纹的形成。这意味着,即使是同卵双胞胎,他们的指纹也不会完全一样。
步态
每个人在走动的时候都有不同的步态。早在20世纪70年代,人们就已经意识到,步态足以帮助我们辨别一个人,且准确率至少可以达到90%。
研究显示,人的步态在童年期一直在变化,但当身体的发育停止时,步态就稳定了下来。许多因素使我们的步态变得和别人不一样,这些因素包括腿的长度、臀部的宽度等身体因素,也包括一些人为因素,如体育锻炼导致的肌肉生长等等。步态的神奇之处还在于,尽管我们一眼就能发现人们步态的不同,但却难以用语言描述其中的差别。
在这方面,计算机会做得更好:它们跟踪双脚的运动,将这种运动转化成数据;它们记录身体各处的运动,如臀部、膝盖、脚尖等;它们还测量运动中各处的相互关系。日本研究人员研制出一种可识别步态的压力踏板,它可用于机场的乘客安检通道,当人们走过这种踏板时,系统便会通过压力传感器来“感受”人们不同的步态,从而达到识别身份的目的。假若这种技术能够成熟起来,那么安检的效率就可以提高很多了。
眼睛和耳朵
就目前的技术而言,依据步态识别身分还是存在难度,相比之下,也许眼睛和耳朵更可靠一些。
耳朵的形状非常独特,不仅每个人不一样,即使是同一个人,两只耳朵也各不相同。为什么会这样呢?原来,胎儿耳朵的成形开始于母体怀孕大约5周以后,这时,在胚胎头部两侧的地方会分别出现6个发育成耳朵的“起点”,它们最终“会合”成形。在这个过程中,虽然基因引导它们形成完美的耳朵,但子宫里的环境也使它们变得特别。耳朵一旦成形,它们的形状便大致不会变化了,正因为这个原因,有科学家便试图发展利用耳朵的形状识别身份的技术。在美国和荷兰,甚至出现过根据耳朵留下的“耳纹”破获案件的实例。然而“耳纹”的作用也有限,它们的形状受压力和方向的影响太大,所以眼睛是更好的选择。
眼睛中的虹膜是人眼构造的一部分,其中心处的瞳孔类似人眼的“光圈”,有自动调节进入眼内光线多少的作用。同时,虹膜的结构还非常复杂,每一个虹膜都有复杂的皱纹和条纹,有独特的血管和色素细胞,它们决定虹膜的颜色、纹路、斑点和明暗。从遗传学的角度看,虹膜的颜色和纹理是由基因决定的,所以在一个家庭中,或者在一个人的左右眼中,颜色和纹理看上去会很相似。然而,人们发明的虹膜识别系统并不专注虹膜的颜色和纹理,而是更多地去发现一些不受基因影响的细节之处,如斑点、皱纹等等,它们在胎儿出生前就发育成形了,其形态由韧带、肌肉和色素细胞所综合决定,因而是完全偶然的,所以,每个人的虹膜都是独一无二的。
气味
虹膜的唯一性虽然为识别一个人的身份提供了很好的途径,但它需要一套昂贵的高度精密的识别系统。假若只需闻一闻气味就能知道一个人究竟是谁,那就省事得多了。尽管全球有70亿人,我们依然不可能找到两个气味完全相同的人。在最近的一项研究中,科学家们分析了200名志愿者汗液中的挥发性有机化合物,结果显示有将近5000种酸类、醇类、酮类和醛类的混合物,其中44%可作为“气味指纹”用于识别身份。不过这样的技术还没有走出实验室,到目前为止,不论是人还是机器,凭气味识人还没有谁比狗做得更好。
心脏和大脑
科学家们用心电图记录人的心跳就能得到人们心脏活动的独特电脉冲,而这种独特性也可以用于识别身份。据说苹果公司就曾尝试将心跳作为一种密码用于保护隐私。和心脏相比,人脑活动就更复杂了,还有什么比你的思想更加独特的呢?
人刚出生时,大脑中的神经元“修整”得特别快,在婴儿期和童年期,这种修整就已经完成了50%。而剩下的50%则要花费很长的时间,它们的状况在很大程度上由我们的人生体验来决定,因此我们每个人的大脑都是不同的。使用脑电图扫描仪,科学家们可以清楚地看到这种不同,其表现形式就是我们大脑中的电活动。
加拿大科学家对40名自愿者的脑电阿尔法波进行过测试,结果证明它们都各不相同。在另一项研究中,科学家们发现,在100个人中,即使他们都思考同一个测试题目,大脑中的另一种活动——伽马振荡也是各不相同的。这种不同是否可以解释我们个性的不同呢?自由思想是人类活力和创造力的源泉,也许脑电活动所显示的独特性为人类文明和智慧的丰富多彩提供了一种生物学上的诠释。
所有这一切都证明你是唯一的,没有人可以取代你。亘古至今,天地间只出了一个现在的你,同样的事情以前没有发生过,未来也不会发生。 (松园)
DNA
人的独特性首先体现在DNA,即脱氧核糖核酸,它是人体所有遗传信息的原始备份。2001年,人类基因组计划提交的报告说,人类在基因上表现出的差异只有0.1%;10多年过去后,现在这个结论又有了变化,也就是人类在基因上显示出的差异有0.5%。但即使这样,这个差异也似乎还是太小,它能够使你在这个世界上独一无二吗?
回答是肯定的。人类DNA中包含有大约32亿个碱基对,0.5%就意味着大约1600万个碱基对,它们的组合数则更多,所以任何人都没有机会和你的基因完全一样。
那么同卵双胞胎呢?假若你有一个同卵双胞胎的兄弟或者姐妹,这是否意味着你们的基因完全一样呢?科学家们解释说,同卵双胞胎完全一样只可能发生在母体开始怀孕的那一刻,接下来,随着时间的推移,差异就出现了,而且越来越大。因为基因在复制过程中会出现微小的改变和突变,这种情况在普通人身上也会同样发生。
面相
与隐藏在体内的基因相比,我们更多地是从长相来确定他人是谁的。现在我们知道,即使是非常微小的基因差异也会在人体上表现出来,只是有时我们不太容易察觉罢了。挪威一项研究显示,有几千个挪威人的面相达到了92%的相似度,在这种情况下,不论是人眼还是面孔识别软件,若不进行仔细的辨别都不大容易加以区别。在另一项研究中,当人们用两张相像的照片让人或机器来识别照片中的人是否是同一个人时,不论是人还是机器,两者的判断都没有比随意的猜测更靠谱。
对于熟悉的人,我们辨别的准确率可以达到66%,而对于不熟悉的人,准确率只有56%。好在有新的研究显示,其实人们并没有局限于只依赖长相识别人。美国研究人员发现,人们的大脑还非常善于综合收集身体信息,当人的面孔被遮挡或者因距离太远而看不清时,大脑会通过身体的信息,例如个头和身材来识别人,而且效果通常很好。
指纹
和面相相比,指纹似乎更加可靠,它们的形态更能显示人的独特性,所以指纹一直被用来确认一个人的身份。指纹的形成除了受基因的控制外,也受其他因素的影响,例如子宫内的压力和羊水的晃动都可能会影响胎儿指纹的形成。这意味着,即使是同卵双胞胎,他们的指纹也不会完全一样。
步态
每个人在走动的时候都有不同的步态。早在20世纪70年代,人们就已经意识到,步态足以帮助我们辨别一个人,且准确率至少可以达到90%。
研究显示,人的步态在童年期一直在变化,但当身体的发育停止时,步态就稳定了下来。许多因素使我们的步态变得和别人不一样,这些因素包括腿的长度、臀部的宽度等身体因素,也包括一些人为因素,如体育锻炼导致的肌肉生长等等。步态的神奇之处还在于,尽管我们一眼就能发现人们步态的不同,但却难以用语言描述其中的差别。
在这方面,计算机会做得更好:它们跟踪双脚的运动,将这种运动转化成数据;它们记录身体各处的运动,如臀部、膝盖、脚尖等;它们还测量运动中各处的相互关系。日本研究人员研制出一种可识别步态的压力踏板,它可用于机场的乘客安检通道,当人们走过这种踏板时,系统便会通过压力传感器来“感受”人们不同的步态,从而达到识别身份的目的。假若这种技术能够成熟起来,那么安检的效率就可以提高很多了。
眼睛和耳朵
就目前的技术而言,依据步态识别身分还是存在难度,相比之下,也许眼睛和耳朵更可靠一些。
耳朵的形状非常独特,不仅每个人不一样,即使是同一个人,两只耳朵也各不相同。为什么会这样呢?原来,胎儿耳朵的成形开始于母体怀孕大约5周以后,这时,在胚胎头部两侧的地方会分别出现6个发育成耳朵的“起点”,它们最终“会合”成形。在这个过程中,虽然基因引导它们形成完美的耳朵,但子宫里的环境也使它们变得特别。耳朵一旦成形,它们的形状便大致不会变化了,正因为这个原因,有科学家便试图发展利用耳朵的形状识别身份的技术。在美国和荷兰,甚至出现过根据耳朵留下的“耳纹”破获案件的实例。然而“耳纹”的作用也有限,它们的形状受压力和方向的影响太大,所以眼睛是更好的选择。
眼睛中的虹膜是人眼构造的一部分,其中心处的瞳孔类似人眼的“光圈”,有自动调节进入眼内光线多少的作用。同时,虹膜的结构还非常复杂,每一个虹膜都有复杂的皱纹和条纹,有独特的血管和色素细胞,它们决定虹膜的颜色、纹路、斑点和明暗。从遗传学的角度看,虹膜的颜色和纹理是由基因决定的,所以在一个家庭中,或者在一个人的左右眼中,颜色和纹理看上去会很相似。然而,人们发明的虹膜识别系统并不专注虹膜的颜色和纹理,而是更多地去发现一些不受基因影响的细节之处,如斑点、皱纹等等,它们在胎儿出生前就发育成形了,其形态由韧带、肌肉和色素细胞所综合决定,因而是完全偶然的,所以,每个人的虹膜都是独一无二的。
气味
虹膜的唯一性虽然为识别一个人的身份提供了很好的途径,但它需要一套昂贵的高度精密的识别系统。假若只需闻一闻气味就能知道一个人究竟是谁,那就省事得多了。尽管全球有70亿人,我们依然不可能找到两个气味完全相同的人。在最近的一项研究中,科学家们分析了200名志愿者汗液中的挥发性有机化合物,结果显示有将近5000种酸类、醇类、酮类和醛类的混合物,其中44%可作为“气味指纹”用于识别身份。不过这样的技术还没有走出实验室,到目前为止,不论是人还是机器,凭气味识人还没有谁比狗做得更好。
心脏和大脑
科学家们用心电图记录人的心跳就能得到人们心脏活动的独特电脉冲,而这种独特性也可以用于识别身份。据说苹果公司就曾尝试将心跳作为一种密码用于保护隐私。和心脏相比,人脑活动就更复杂了,还有什么比你的思想更加独特的呢?
人刚出生时,大脑中的神经元“修整”得特别快,在婴儿期和童年期,这种修整就已经完成了50%。而剩下的50%则要花费很长的时间,它们的状况在很大程度上由我们的人生体验来决定,因此我们每个人的大脑都是不同的。使用脑电图扫描仪,科学家们可以清楚地看到这种不同,其表现形式就是我们大脑中的电活动。
加拿大科学家对40名自愿者的脑电阿尔法波进行过测试,结果证明它们都各不相同。在另一项研究中,科学家们发现,在100个人中,即使他们都思考同一个测试题目,大脑中的另一种活动——伽马振荡也是各不相同的。这种不同是否可以解释我们个性的不同呢?自由思想是人类活力和创造力的源泉,也许脑电活动所显示的独特性为人类文明和智慧的丰富多彩提供了一种生物学上的诠释。
所有这一切都证明你是唯一的,没有人可以取代你。亘古至今,天地间只出了一个现在的你,同样的事情以前没有发生过,未来也不会发生。 (松园)