終於抓到真正的開膛手傑克了?!破案關鍵是「鑑識科學」!

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「開膛手傑克」的真面目?

據中時電子報報導,一百多年前讓人聞之喪膽的「開膛手傑克」,其真實身份終於有所頭緒,一本新書指稱,經DNA比對的結果,兇手是當年被認為有重大嫌疑的波蘭憶猶太移民,寇斯敏斯基....

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Aaron Kosminski, picture from Wiki

英國《周日郵報》報導,一名對「傑克」一案著迷的商人艾德華茲在2007年的一場拍賣會上,買下沾有著第四位被害人愛朵兒血跡的一條屬於兇手的圍巾。他將這條圍巾交由專家比對,圍巾上的血跡與愛朵兒後代的DNA吻合。

當時,雖曾有人指認「寇斯華斯基」是兇手,但由於證人不願提出證據,最後因為證據不足,加上可能引起反猶太種族的爆亂,因此釋放了寇斯華斯基。

經由鑑定,這條圍巾來自東歐,與寇斯華斯基的背景非常有關聯。真正的重大調查突破則是,「約翰莫里斯大學」基因鑑識專家Jari Louhelainen博士,在圍巾發現殘留精液。在族譜專家參與後,找到寇斯敏斯基的後代並進行DNA比對,結果吻合,而確認寇斯敏斯基就是開膛手傑克。

但某些專家仍對這項重大發現抱有遲疑,不過也吸引更多專家願意投入研究,如發明DNA指紋辨識技術的傑福瑞茲教授,也將展開進一步查證。

報導摘要、參考字中時電子報

報導連結:http://www.chinatimes.com/newspapers/20140909000282-260102

此篇報導中,我們不難發現,在這種不解懸案中,鑑識科學扮演著非常重要的角色,接下來我們將帶大家來看看什麼是鑑識科學!

 

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鑑識科學的起源

應用鑑識科學來解決犯罪案件最早的紀錄之一,見於十三世紀的古代中國犯罪紀錄手稿《疑獄集》。書中提到官員如何識破某女子殺害丈夫並焚屍滅跡的詭計。在此案件中,女子宣稱丈夫係被火災意外燒死。官員於是取來兩頭豬,將其一活活燒死、其二先殺死後再焚燒。接著分別檢查二豬屍體。實驗顯示活生生燒死的豬,口中有煙灰,但先殺死後焚燒的豬,口中卻沒有灰燼。官員根據此一結果複驗丈夫屍體,發現他口中並無煙灰,因此推斷其妻是謀殺丈夫後再行焚屍滅跡。儘管中國此一驗屍的案例十分重要且先進,但這種將科學應用於犯罪偵查的方法在當時而言是例外而非常態。

十七世紀以前,發展有限的解剖學和病理學使得鑑識科學的發展受到阻礙,直到十七世紀後期才有了些許進展:一六八六年義大利波隆那(Bologna)大學的解剖學教授馬賽羅‧馬爾皮斯(Marcello Malpighi)發現了人類指紋的特徵,可惜當時馬爾皮斯並未意識到指紋能作為身分鑑定的此一用途。有關指紋特徵的學術論文也遲至一個多世紀後才由他人發表。

到了十八世紀,瑞典化學家卡爾‧威爾海姆‧赦勒(CarlWilhelm Scheele)發明測定屍體中砷毒物的檢驗方式,此一應用化學於鑑識科學方面的突破,同時也是幫助鑑識科學水準向前邁進的重要契機。一八○六年,這一檢測方式得到德國化學家瓦倫泰恩‧勃斯(Valentin Boss)的改良。瓦倫泰恩找出了更精確檢測受害者胃壁上少量砷殘留的方法。稍後,被視為是「刑事毒物學之父」的西班牙人馬修奧爾菲拉(Mathieu Orfila)在一八一四年出版了第一本關於毒物檢測及其對動物產生何種影響的著作,這本著作被公認是刑事毒物學的重要著作之一。

十九世紀中葉,一連串科學領域的進展刺激了鑑識科學領域的大躍進。一八二八年,威廉‧尼克(William Nichol)發明了偏光顯微鏡。十一年後,亨利‧路易‧勃德(Henri-Louis Bayard)制定了第一個以顯微鏡觀察精子的方法。與此同時,鑑識科學領域也發展出血紅蛋白結晶試驗(一八五三年)和血液初步確認試驗(一八六三年)方法,其結果也順利地應用到刑事案件的審判當中。一八三九年,蘇格蘭化學家詹姆斯‧馬斯(James Marsh)檢驗出某刑案受害者的體內確實有砷,這是毒物證據首次被應用於審判中。十九世紀五○年代到六○年代,新開發出來的攝影科學技術也在記錄囚犯和記錄犯罪現場這方面派上用場。

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當代的鑑識科學

二十世紀中期以來,資訊科技的突飛猛進使得人們所能掌握的知識和取得的方式有了爆炸性的發展。先進的技術當然也被廣泛地應用到鑑識科學當中。比如:色層分析法、分光光譜法和電泳法等技術的應用,這些技術使得當代鑑識科學家可以在檢驗過程裡指出極準確的差異度,並用以辨別犯罪嫌疑人身上的證據。哪怕是某一證物的極微小碎片,鑑識學家也能將它連結到一個特定的人或是特定的地方。

二十世紀末及二十一世紀中在鑑識科學中最重大的進展無疑是DNA型別的發現及其分類。一九八四年,艾利克‧傑佛瑞斯(Alec Jeffreys Jeffries)爵士進行了第一個DNA分析試驗。兩年後,在一起殺害兩名英國籍少女的案件中,艾利克‧傑佛瑞斯利用DNA進行比對,確認出兇嫌的身分。

一九五○年代到一九六○年代的科學突破,使得DNA型別成為執法人員辨別犯罪嫌疑人身分的強大工具。結合前述的當代分析技術,即使現場只採集到少量的證據,也足以取得提供辨識的確切結果―DNA型別分析在鑑識科學領域發揮了革命性的影響。

各種資料庫的建立則是當代鑑識科學上另一個重大的進展,比如指紋、槍彈和DNA資料庫的建置,使得執法人員隨手可得成千上萬的數據以用來進行案件證物的比對。這大大的縮短了分析證物來源的時間,提升了警察和犯罪偵查工作的效率和可信度。

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血跡鑑定的媒角-死亡的紅花

在犯罪現場中,因為犯案的手段、工具、時間、力度等不同原因,現場血跡型態因而有不同的分佈。血跡的分佈大致可分為滴落式血跡、噴濺式血跡與特殊血跡三大型態。由於血跡噴濺的形式可以推測出犯罪者部分犯罪行為進行過程,所以鑑識人員一到犯罪現場,便得四處搜尋受害者留在現場的血跡噴濺。

滴落式血跡型態

血滴的表面張力使得血滴呈現球形。血液的黏稠性為水的四倍,在一般情形下,一滴血的平均體積約為零點零五毫升,自由滴落的血滴,其終端速度範圍約為每秒六至七公尺,血滴滴到物體表面時有許多因素會影響血跡形成的大小與形狀。首先,通常自由滴落的血滴撞擊到物體表面時,除形成圓形痕跡外,血滴距離愈高所形成的圓形痕跡直徑愈大,直到血滴達到終端速度為止,在終端速度以上滴落的血滴圓形直徑均相同;第二,血滴接觸的表面也會影響血跡型態的大小與形狀,表面堅硬光滑的表面所產生的圓形血跡型態邊緣較平滑,柔軟粗糙的表面所產生的血滴跡會有不平整的邊緣;另外,血跡的形狀隨著撞擊角度的不同而異,撞擊的角度愈小,血跡的形狀愈長,橢圓形愈扁,而血跡的拖尾方向通常指向血滴行進的方向。

噴濺式血跡型態

加在血滴上的力量會使得血跡分裂成小顆粒的噴濺血跡,這種力量通常有兩個來源:內部與外部,內部力量來自身體內的血液循環系統。血液在動脈、靜脈與微血管中都有一定的流速,因此噴出體外所產生的血跡型態也各不相同;外部力量導致流血或作用在血液上的力量,由噴濺的血跡可以研判出撞擊力量的位置或血液的來源。確定撞擊點或流血點就能重建使用暴力的性質、事件的順序、人員的位置或撞擊點附近的物體等。

特殊血跡型態

特殊血跡型態多半為接觸轉移的型態。血跡在靜態的轉移時會出現物體的形狀,如沾血刀子放在桌巾上會產生刀子形狀的特殊痕跡型態、沾血膝蓋壓在床單上會產生膝蓋形狀的特殊痕跡形態等。

接觸轉移的型態也可以表現出不連續或中斷的型態,這種中斷的型態通常是因重複動作或被血噴濺的物體表面受到折疊而造成,分析這類血跡形態可以研判造成流血的動作順序與方向。由動態行為接觸轉移所產生的型態常與血液的塗抹有關,譬如歹徒為掩飾血跡,以乾淨的物體在沾血的物面上移動,就能造成動態的接觸轉移血跡。這種塗抹的痕跡型態可以表現出塗抹物體的方向。沾血的物體接觸到乾淨的表面也會產生刷掃痕跡,這也可以研判出形成這些痕跡的動作與方向。

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依據噴濺的痕跡的速度,還可將血跡歸類為慢速、中速和高速三種噴濺痕跡。慢速血跡噴濺即是血滴自由噴濺造成之噴濺痕;高速血跡噴濺,通常是以槍為兇器所產生之噴霧狀血跡。介於高速血跡噴濺和慢速血跡噴濺之間的稱為中速血跡噴濺,大都是以菜刀、球棒等刀械類凶器,兇手利用手腕、手臂之力量攻擊被害人所產生的噴濺。由於歹徒犯案所造成的血跡噴濺不是自然形成,所以鑑識人員可以藉由血液噴出的角度來計算受害者(或加害者)遭受攻擊的方向,還原犯罪行為的一部分。譬如血跡直徑愈大,表示血跡滴落高度較高。一般而言,從超過二十四公分以上的高度垂直滴落,其血跡周圍會成如下的鋸齒狀:

垂直滴落血液示意圖

但如果不是垂直滴落,就會呈現橢圓形或拖曳狀。

血液滴落角度差異圖

此時鑑識人員就能利用三角函數公式(Sin θ = d/D)來計算血跡噴濺的撞擊點。θ是撞擊角度,d表示血跡之寬,D為血跡之長。舉例來說,譬如犯罪現場有一拖曳血跡,長三公分,寬一點五公分,其Sinθ=0.5,由其反三角函數Sin-1 可知其撞擊角度θ為三十度。

 血液噴濺角度計算

 

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身體密碼開了什麼鎖?:DNA鑑定的應用

相較於傳統之血清鑑定,DNA檢體本身較為穩定、多樣化、鑑定靈敏度較高,鑑定結果可信度也比較高。因此,所有血清鑑定所能應用的範圍,不僅DNA鑑定都可適用,而且DNA鑑定更能大幅提高生物跡證的證據準確度和價值。以下舉出DNA鑑定在刑事及其他各方面的代表性應用。

性侵害案鑑定

性侵害案件是生物跡證出現機率最高的案件,也是最需要被害者配合保全或提供證物的案件。目前此類案件已設計有「疑似性侵害案件證物蒐證袋」提供醫護人員,在被害人身上有系統地蒐集嫌犯遺留的物證。犯罪現場則由警察進行搜證勘查,搜尋嫌犯所有可能遺留的跡證。將蒐集到的證物和嫌犯DNA進行比對,是性侵害案件偵查的重要工作之一。

親子鑑定

個體細胞源自受精卵,受精卵之染色體是精子和卵子各攜帶單套染色體所組成。根據孟德爾的遺傳定律,子代DNA之基因型為父親和母親各別的DNA基因半型所組成。因此,鑑定DNA型可以精確地判定親子關係,這是鑑定傳統血型血清蛋白質型或血球酵素型所不能及的。由於粒線體是由母系遺傳而來,因此可藉由分析粒線體DNA來鑑定母系來源。而對於父系血緣鑑定,可由Y染色體上面的短相連重複序列(short tandem repeat, STR)基因位進行分析。子系的Y-STR序列,會與父系所有男性之Y-STR序列相同。

命案鑑定

命案是暴力犯罪傷害中最嚴重的一種,在這類案件現場中很容易就可以採集到血液、毛髮組織及骨骼等生物跡證,這些都是可以進行DNA鑑定的重要證物。但在命案現場最常見但也最可能被掉疏忽的是血液。因為承辦員警可能主觀上判定現場所見都是被害者的血,不過命案現場的血跡也可能來自受傷的兇手,或是被害者在掙扎、打鬥時從兇手的身上抓下來的帶血組織。大型災難罹難者之身分鑑定在目前的科技中,大型災難罹難者身分鑑定仍以指紋為最優先選擇的方式,但對無指紋檔案或缺少指紋之殘骸的罹難者而言,除非遺骸具有明顯的身體特徵,或身上衣飾配件仍在,否則像空難那種支離破碎或燒焦烤黑的空難屍體,就難以用上述的方式來進行辨識。此時,DNA鑑定不僅可以取得基本的性別和血型資料,也可獲得被鑑定者的DNA型。以此再去比對親屬的DNA便可獲知被鑑定者的身分。

財產鑑定

由於以聚合酵素鏈鎖反應(PCR)進行DNA鑑定僅需要微量的DNA,因此,許多人訂做自己的DNA,再拿它用來標記個人的財產。例如把DNA塗在珍貴的珠寶或骨董字畫的隱密處,未來若這些珠寶、骨董字畫的所有權發生爭議,僅需鑑定上面的DNA即可判定它的真正主人。此為DNA鑑定科技在財產保護上的特殊運用。

古人遺骸鑑定

人體骨頭分為海綿骨組織(spongy bone)與緻密骨組織(compact bone)。海綿骨周圍有許多骨髓,在人活著的時候,這些骨髓會造血,DNA也最多;但當生命結束時,這裡的細胞會很快地被細菌侵蝕,DNA即遭破壞。緻密骨正好相反,當骨母細胞長出來時,會立刻被鈣化,而且包埋在緻密骨組織裡,只要沒有骨質疏鬆或流失現象,這些細胞與裡面的DNA就一直被堅固地保護著。換句話說,人在活著的時候,緻密骨裡的DNA數量不如海綿骨多;但當生命結束時,除非將人體放在強酸強鹼等惡劣環境下,否則藏在緻密骨裡的DNA不會完全裂解。因而當考古學上需要鑑定古人身分時,就可以從骨頭裡萃取DNA來加以辨別。

動植物種屬鑑定

以往保育動物運動者或查緝走私的司法人員常委託鑑識科學學者分析無法辨識的動植物屍體或製品,如受屠海豚及鯨魚屍體、虎骨(粉)、象牙(粉)、犀牛角(粉)、或是被害動物身上發現的花粉等微物跡證,並根據鑑識結果判斷被發現或被查獲的動物屍體或其製品的來源,藉以偵查走私或動物施虐者身分。以往多半採免疫學法―藉由同種動物之抗原與抗體,其結合物會產生凝集的反應―的鑑識結果來進行這些樣品的種屬鑑定。不過免疫學法有其易受環境影響以及與相似物種交叉反應等干擾因素,由於DNA較穩定且所需樣品量少即可進行鑑定,因此這類案件目前多半改以DNA進行更精密的動植物種屬鑑定。

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