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真假地图:以鉴识科学的角度看历史文物

什幺是鉴识科学?美国鉴识科学学会曾于西元一九九三年做过如下的定义:

广义的鉴识科学泛指运用于法律上的科学;换言之,鉴识科学是将科学知识及技术运用在执法方面的科学。已成立六十多年,且为目前世界上最大的鉴识科学组织-美国鉴识科学学会(American Academy of Forensic Science),现今将鉴识科学分为十一个领域:

    刑事鉴识(Criminalistics)工程科学(Engineering Science)一般科学(General Science)法律学(Jurisprudence)齿科学(Odontology)病理学/生物学(Pathology/Biology)体质人类学(Physical Anthropology)精神与行为科学(Psychiatry and Behavioral Science)文书鉴定(Questioned Documents)毒物学(Toxicology)数位以及多媒体科学──数位鉴识(Digital & Multimedia Sciences)

具有医学和法律专业的艾德蒙.路卡德(Edmond Locard)在二十世纪里的鉴识科学领域中是一位非常关键的人物。西元1910年,他说服了里昂(Lyon)的警察部门,给他两间阁楼和两名助理以进行犯罪实验室研究。在路卡德工作的第一年,他所能使用的仅止于显微镜和基本的光谱仪两部仪器。儘管如此,怀抱着满腔热情的路卡德,很快便克服了这些技术问题及财政预算短缺的现况。

即便在这样艰难的困境中,路卡德(Locard)完成的研究和成果使他扬名于世界各地,并广为鉴识科学家及犯罪侦查人员所称道。最后,他成为了在里昂大学犯罪学研究所的创始人,尔后,这个机构更迅速发展成为一个引领国际之鉴识科学研究中心。

路卡德(Locard)声称,当两个物体彼此接触到,物质便会有交互转移的情况发生,这就是着名的路卡德(Locard)交换原理(Locard's exchange principle)。他坚定地认为,我们可以藉由每一个罪犯从犯罪现场带走的粉尘颗粒,来连结罪犯及犯罪现场。这个概念在一系列成功并广为报导的犯罪侦查案件所印证。于一个伪造货币的案件中,有三名可疑的犯罪嫌疑人,而路卡德请警方将犯罪嫌疑人的衣服送往他的实验室进行检验,在仔细检查后,他在所有的衣服皆发现有微小金属颗粒附着。经过化学分析显示,这些微小金属颗粒和硬币是由完全相同的金属元素组成。在这些证据下,犯罪嫌疑人被逮捕,并很快对犯罪事实供认不讳。

除了大家熟悉、充满爱恨情仇的CSI故事,鉴识科学也可以用来分析问题文书的真伪及疑点,并提供合理的解释与判断,以解决其来源与该文书是否为真之争议,这就是文书鉴定。

阿尔伯特.奥斯朋(Albert S. Osborn)在文书鉴定领域取得了开创性的成果。西元1910年,他发表了第一本有关文书鉴定领域的成果,奠定了文书鉴定科学的基础,该书除了为文书鉴定立下基本原则,也使得文书证物为法院所接受并将其视为科学性的证据。在此所指的「文书(也称文件)」意指一切以文字、图形、符号等为表现形式的各种物证。文书鉴定并不是单纯的仅限于书写或列印于纸张上的文字鉴定,刑事鉴识中的文书主要是指任何具有涵义与传达讯息目的的符号、图案或文字等都包含在内,不论讯息是否可见、清晰或涂鸦、任何背景材质,不论製作方式为何,只要有因为这些讯息发生争议并且影响到他人的健康、财富、名誉或权益时就需要文书鉴定。

它所包含的範围举凡与笔迹相关的所有鉴定、打字、签名等以及文书上的伪变造痕迹、文书上油墨、纸张、影印、书写工具的特徵及製作过程,甚至连文件的书写时间先后等都属于文书鉴定。

文书鉴定常用的分析方法如下。

一、显微镜分析法

放大镜:在文件分析中最常用的是5~10倍的放大镜,有的装有精密之刻度尺和照相机接口,可用于测量和拍摄。

光学显微镜:文件分析常用的光学显微镜有实体显微镜和生物显微镜。实体显微镜的放大倍数偏低,但由于是用两个成15度视角的物镜观察物体,其物像的立体感强,多利用反射光观察不透明的样本,同时配有透射光装置。生物显微镜倍数偏高,高倍率观察时分辨率可达1/10000mm,主要用透射光观察透明的样本,但在低倍率时用反射光观察也具有良好的效果。为获得满意的分析结果,分析人员须充分且恰当的使用显微镜的放大倍率和配备的光源、目镜尺、物镜尺及摄影装置,而文件分析中也常在光学显微镜的基础上,经由适当的改变光线、调配光源有落射光显微镜、比较显微镜、显微投影仪、偏光显微镜、萤光显微镜、金相显微镜、微分干涉显微镜等,各有其特殊功能。

电子显微镜:它是利用高速运动的电子束代替光线製成的显微镜。其原理为在一个高真空系统中,由电子枪发射电子束并穿越样本,或是在样本表面扫描并轰击样本产生二次电子,然后经由电子透镜放大在屏幕上成像。前者为透射电子显微镜(TEM),而后者对文件分析比较实用,称为扫描电子显微镜(SEM)。电子显微图像深浅层次分明,立体感强。在文件分析中,可用于字迹与印文的形成次序鉴别和纸张、油墨等物质材料的型态学分析。

真假地图:以鉴识科学的角度看历史文物
偏光显微仪
真假地图:以鉴识科学的角度看历史文物
原子力显微镜
二、物理分析法

利用物理分析的方法是根据文书物质材料的物理属性,对文书进行分析和鉴别的方式。由于物理分析法基本上不会损害样品本身,因而在文书真伪鉴别和文书材料种类鉴别中普遍使用,以下进一步说明物理分析中的各类方法。

物理量测量:所谓物理量,就是表示物质的重量、大小、密度等物理特性。在文书检测中,测定文书纸张的厚度、重量、密度、墨水、印油等色料的光密度、色度、磁性等,可为鉴别文书的真伪、材料的异同提供依据。

可见光範围分析:在电磁波谱上介于390nm~770nm之间,能被人的视觉感知的光线称之为可见光。包括紫、蓝、青、绿、黄、橙、红等色光,而巧妙的利用可见光进行文书鉴定在分析方法中是属于较为简便、有效的方法。在光线不明的环境下,用狭缝光以适当的角度照射文件,可取得在漫射光下得不到的观察结果。在光源前加适当波长的滤光镜或通过滤光镜观察、拍摄文件,或借助配有多波段光源的文书检测仪器,利用其某波段的单色可见光可增强或减弱在白光下见到的某种颜色图文浓度,以加强图文的反差或消除色斑的干扰。在光源前加偏振片,再用另一只偏振片观察和拍照,也具有特殊的分析效果。

紫外线分析:紫外线分析是以紫外线灯为光源,检测文件上不同的物质材料吸收或反射紫外线效果的技术手段,紫外线光源通常有波长365nm左右的长波紫外线灯,和波长为254nm左右的短波紫外线灯。由于文件反射或吸收紫外线的情况不能直接看到,因此,必须用特殊的紫外光感光片拍照,或者通过紫外线光谱仪将紫外图像转换可见的电子图像,以获得分析结果。

红外线分析:红外线分析是以富含770nm~1500nm的红外线灯或白炽灯为光源,检测文件上的不同物质吸收或反射红外线的技术手段。由于这种效果也不能被直接感知,所以,要借助红外感光片拍照纪录,或者用红外光谱仪将红外图像转换成可见的电子图像。

萤光分析:萤光为一种光激发光现象。萤光检测是借助各种光源刺激文书上的物质,使其产生不同的萤光现象,以显示物质的差别,此外,利用萤光淬灭原理显示被掩盖的字迹,也属于萤光检测。目前广泛应用的各种文书鉴定仪器均有一定的紫外线分析、红外线分析和萤光分析的功能。

吸附与转移:吸附与转移是以物质分子间力和电荷间力的转换为机制,鉴别物质的属性,包括压取转印、粉墨显现、静电显现和透析显现等方法。

三、化学分析法

化学分析是根据材料及其变化产物,在外界作用下呈现的化学反应获得分析结果的手段。在文件分析中採取的化学分析方法主要包括:

颜色反应:颜色反应是选用特定的试剂与文件的某种物质产生的显色、变色或褪色的现象,以鉴别物质种类异同,或显示不易见的字迹和物质的潜影。如用格拉夫C染色剂(Graff C Stain),根据呈现的颜色不同,鉴别物证纸的纸张种类;用酸、硷或氧化剂,根据色料中其染料不同所呈现的颜色变化鉴别墨水是否相同;根据消退的字迹所残存的铁离子与亚铁氰化钾发生的普鲁士蓝反应,显现消退的含铁墨水字迹;用醋酸铅与墨水笔画中的硫酸盐作用形成硫酸铅沉澱,再用硫化钠或硫化钾溶液与硫酸铅作用,使其变成褐色的硫化铅,以显示墨水硫酸盐的影像等等,此类方法易污损物证,但方法简单且容易实行。

燃烧反应:燃烧反应是物质在高温条件下剧烈的氧化过程。物质燃烧产生的火焰及其颜色,产生的烟雾和颜色及灰烬的颜色和形态等都与物质组成相关,所以燃烧反应常作为鉴别物质种类的方法之一。在文书鉴定中还可以根据物质在不同的燃烧温度下所呈现的颜色变化,以及在同一温度下不同物质的颜色差别,显现烧毁文书的记载。

结晶反应:在文书鉴定中主要用于对变造文书上残留的消退剂和文书物质材料的某些组成进行种类鉴别。如残留的硫酸与醋酸钙试剂作用,生成真状或花瓣形硫酸钙结晶;残留的苛性钾与氯铂氢酸作用,生成柠檬色八面体结晶;残留的高锰酸钾与钾基蓝醋酸钠溶液作用,生成蓝色针形结晶。

四、仪器分析法

这里所提到之仪器分析是根据物理或化学原理设计对文书物证及其反应的样品特性进行定性和定量分析的手段,包括物质组成的分析、样品的光谱、声谱特性的分析等。

色谱分析:主要包括气相色谱法(GC)和高效液相色谱法(HPLC),可对文件材料中的某些物质进行定性和定量的分析。目前多用气相层析/质谱法(GC/MS),此法是将样品透过气相或液相色谱仪分离成单质,再一次进入质谱仪逐一定性、定量,这种方法的检测灵敏度高且结果更为準确。由于物证一般都是混合物,不宜直接使用质谱分析,在色谱分析技术中,纸色谱仪和薄层色谱法(TLC)是简便且容易实行的方法。尤其是再配以薄层扫描仪,在墨水、油墨等文件材料种属鉴别,添改文书鉴别和书写时间鉴定方面有很好的应用效果。

光谱分析:传统的光谱分析包括紫外-可见分光光度法(UV-VIS)、红外吸收光谱法(IR)、萤光光谱法等分子光谱法和原子发射光谱法(AES)、原子吸收光谱法(AAS)、原子萤光光谱法(AFS)等原子光谱法。在文书鉴定中,主要用于对文书材料的物质成份的定性和定量分析,通过与已知样品的分析比对,鉴定物质材料的种类和变化程度的异同。

X光分析:X光是一种波长短、能量高且看不见的电磁波。X光分析又可分为X光绕射法、X光萤光光谱法、X光电子能谱法三种,X光衍射法和X光萤光法皆不会破坏样品本身,X光衍射法主要用于鉴别可疑的文件纸张、油墨、铅笔等物质;X光萤光法则是对于某些印刷油墨、圆珠笔油墨的鉴别;X光电子能谱法一般是与扫描电子显微镜联用,分析印文与字迹交叠部份的无机元素的分布层次,以鉴别朱墨时序。

热分析:热分析是在程序温度控制下,检测物质的物理、化学性质与温度关係的一种分析技术。它在无机化学、有机高分子领域广泛应用。近几年,经过反覆试验研究,将热分析中的差示扫描热量法(DSC)用于蓝黑墨水字迹形成时间的分析。

前述文书鉴定分析法中之显微镜分析法,就不能不提世界上最卓越的显微学家华特.麦克隆(Walter C. McCrone)博士。他虽然于西元2002年过世,但他被公认是应用显微镜于鉴识科学领域的重要推手。他成立了McCrone Institute致力于鉴识显微镜的分析方法教学(主要是偏光显微镜),并常将显微镜与其他分析方法结合,用以分析多样化的刑事和民事案件证物。麦克隆博士经手过着名案件有具高度争议性的耶稣裹尸布(Shroud of Turin,杜林布衣)以及文兰地图(Vinland Map)等。由文兰地图的案件可以让我们看到数位顶尖科学家对于该地图的真伪结果,各有定见,目前争议尚未化解。

真假地图:以鉴识科学的角度看历史文物 图片来源:文兰地图 Wikimedia commoms
文兰地图(Wikimedia commoms)

什幺是文兰地图(Vinland Map)呢?文兰地图是一张目前被耶鲁大学图书馆所收藏的一张世界地图,其中描绘了北美洲大西洋沿岸的海岸线。地图配有中古拉丁文图解,还附有一则发生在西元1,000年左右的传奇故事,讲述了一个名叫利夫.埃裏克森(Leif Ericson)的古代挪威人的冒险经历,包括他如何发现新大陆并将其命名为「Vinland」。1957年,这张长40公分、宽28公分的羊皮纸地图,于瑞士日内瓦的一间书舖中现身,没人知道在此之前它归何人所有。自从20世纪60年代慈善家保罗.梅隆(Paul Mellon)将这张地图赠给耶鲁大学以后,有关地图真伪的辩论就一直没有停止,至今也没有一个定论。争论点如下:

如果是文兰地图是真迹,将是最早的记录发现美洲新大陆的历史文献纪录,比哥伦布发现新大陆还早60年。在没有任何历史文献记载下,西元1957年突然出现在瑞士日内瓦的一家古书店。西元1974,麦克隆发现地图上有西元1917年才开始生产的锐钛型二氧化钛(TiO2, anatase)。西元2002,纽约Brookhaven Donahue实验室进行C14同位素检测羊皮纸年份为AD 1413±11年。西元2002,显微Raman分析出锐钛型二氧化钛(TiO2, anatase)存在于墨水线中。西元2003,Olin表示发现锐钛型二氧化钛在墨水中式很正常的,但她使用含有氧化硫(ferrous Sulfate)的鞣酸铁墨水,和一般中古世纪使用之氧化铁之鞣酸铁墨水不同,因此遭受科学家强力的抨击。西元2009,Rene Larsen表示他们经过五年的在墨水、笔迹、虫洞以及羊皮纸年份分析,认为是有550年以上历史的真迹。

前述每位分析地图的专家没有进行地图上相同的证物之跨实验室分析比较,每位都依据自己专门领域的分析结果来判定地图的真伪,而鉴识科学家则需要结合这些分析结果来下最终的结论。

参考文献

The vinland mapInvestigate the Vinland MapVinland: An Inky Controversy Lives
Y蕙生活 712℃ 81评论

什幺是鉴识科学?美国鉴识科学学会曾于西元一九九三年做过如下的定义:

广义的鉴识科学泛指运用于法律上的科学;换言之,鉴识科学是将科学知识及技术运用在执法方面的科学。已成立六十多年,且为目前世界上最大的鉴识科学组织-美国鉴识科学学会(American Academy of Forensic Science),现今将鉴识科学分为十一个领域:

    刑事鉴识(Criminalistics)工程科学(Engineering Science)一般科学(General Science)法律学(Jurisprudence)齿科学(Odontology)病理学/生物学(Pathology/Biology)体质人类学(Physical Anthropology)精神与行为科学(Psychiatry and Behavioral Science)文书鉴定(Questioned Documents)毒物学(Toxicology)数位以及多媒体科学──数位鉴识(Digital & Multimedia Sciences)

具有医学和法律专业的艾德蒙.路卡德(Edmond Locard)在二十世纪里的鉴识科学领域中是一位非常关键的人物。西元1910年,他说服了里昂(Lyon)的警察部门,给他两间阁楼和两名助理以进行犯罪实验室研究。在路卡德工作的第一年,他所能使用的仅止于显微镜和基本的光谱仪两部仪器。儘管如此,怀抱着满腔热情的路卡德,很快便克服了这些技术问题及财政预算短缺的现况。

即便在这样艰难的困境中,路卡德(Locard)完成的研究和成果使他扬名于世界各地,并广为鉴识科学家及犯罪侦查人员所称道。最后,他成为了在里昂大学犯罪学研究所的创始人,尔后,这个机构更迅速发展成为一个引领国际之鉴识科学研究中心。

路卡德(Locard)声称,当两个物体彼此接触到,物质便会有交互转移的情况发生,这就是着名的路卡德(Locard)交换原理(Locard's exchange principle)。他坚定地认为,我们可以藉由每一个罪犯从犯罪现场带走的粉尘颗粒,来连结罪犯及犯罪现场。这个概念在一系列成功并广为报导的犯罪侦查案件所印证。于一个伪造货币的案件中,有三名可疑的犯罪嫌疑人,而路卡德请警方将犯罪嫌疑人的衣服送往他的实验室进行检验,在仔细检查后,他在所有的衣服皆发现有微小金属颗粒附着。经过化学分析显示,这些微小金属颗粒和硬币是由完全相同的金属元素组成。在这些证据下,犯罪嫌疑人被逮捕,并很快对犯罪事实供认不讳。

除了大家熟悉、充满爱恨情仇的CSI故事,鉴识科学也可以用来分析问题文书的真伪及疑点,并提供合理的解释与判断,以解决其来源与该文书是否为真之争议,这就是文书鉴定。

阿尔伯特.奥斯朋(Albert S. Osborn)在文书鉴定领域取得了开创性的成果。西元1910年,他发表了第一本有关文书鉴定领域的成果,奠定了文书鉴定科学的基础,该书除了为文书鉴定立下基本原则,也使得文书证物为法院所接受并将其视为科学性的证据。在此所指的「文书(也称文件)」意指一切以文字、图形、符号等为表现形式的各种物证。文书鉴定并不是单纯的仅限于书写或列印于纸张上的文字鉴定,刑事鉴识中的文书主要是指任何具有涵义与传达讯息目的的符号、图案或文字等都包含在内,不论讯息是否可见、清晰或涂鸦、任何背景材质,不论製作方式为何,只要有因为这些讯息发生争议并且影响到他人的健康、财富、名誉或权益时就需要文书鉴定。

它所包含的範围举凡与笔迹相关的所有鉴定、打字、签名等以及文书上的伪变造痕迹、文书上油墨、纸张、影印、书写工具的特徵及製作过程,甚至连文件的书写时间先后等都属于文书鉴定。

文书鉴定常用的分析方法如下。

一、显微镜分析法

放大镜:在文件分析中最常用的是5~10倍的放大镜,有的装有精密之刻度尺和照相机接口,可用于测量和拍摄。

光学显微镜:文件分析常用的光学显微镜有实体显微镜和生物显微镜。实体显微镜的放大倍数偏低,但由于是用两个成15度视角的物镜观察物体,其物像的立体感强,多利用反射光观察不透明的样本,同时配有透射光装置。生物显微镜倍数偏高,高倍率观察时分辨率可达1/10000mm,主要用透射光观察透明的样本,但在低倍率时用反射光观察也具有良好的效果。为获得满意的分析结果,分析人员须充分且恰当的使用显微镜的放大倍率和配备的光源、目镜尺、物镜尺及摄影装置,而文件分析中也常在光学显微镜的基础上,经由适当的改变光线、调配光源有落射光显微镜、比较显微镜、显微投影仪、偏光显微镜、萤光显微镜、金相显微镜、微分干涉显微镜等,各有其特殊功能。

电子显微镜:它是利用高速运动的电子束代替光线製成的显微镜。其原理为在一个高真空系统中,由电子枪发射电子束并穿越样本,或是在样本表面扫描并轰击样本产生二次电子,然后经由电子透镜放大在屏幕上成像。前者为透射电子显微镜(TEM),而后者对文件分析比较实用,称为扫描电子显微镜(SEM)。电子显微图像深浅层次分明,立体感强。在文件分析中,可用于字迹与印文的形成次序鉴别和纸张、油墨等物质材料的型态学分析。

真假地图:以鉴识科学的角度看历史文物
偏光显微仪
真假地图:以鉴识科学的角度看历史文物
原子力显微镜
二、物理分析法

利用物理分析的方法是根据文书物质材料的物理属性,对文书进行分析和鉴别的方式。由于物理分析法基本上不会损害样品本身,因而在文书真伪鉴别和文书材料种类鉴别中普遍使用,以下进一步说明物理分析中的各类方法。

物理量测量:所谓物理量,就是表示物质的重量、大小、密度等物理特性。在文书检测中,测定文书纸张的厚度、重量、密度、墨水、印油等色料的光密度、色度、磁性等,可为鉴别文书的真伪、材料的异同提供依据。

可见光範围分析:在电磁波谱上介于390nm~770nm之间,能被人的视觉感知的光线称之为可见光。包括紫、蓝、青、绿、黄、橙、红等色光,而巧妙的利用可见光进行文书鉴定在分析方法中是属于较为简便、有效的方法。在光线不明的环境下,用狭缝光以适当的角度照射文件,可取得在漫射光下得不到的观察结果。在光源前加适当波长的滤光镜或通过滤光镜观察、拍摄文件,或借助配有多波段光源的文书检测仪器,利用其某波段的单色可见光可增强或减弱在白光下见到的某种颜色图文浓度,以加强图文的反差或消除色斑的干扰。在光源前加偏振片,再用另一只偏振片观察和拍照,也具有特殊的分析效果。

紫外线分析:紫外线分析是以紫外线灯为光源,检测文件上不同的物质材料吸收或反射紫外线效果的技术手段,紫外线光源通常有波长365nm左右的长波紫外线灯,和波长为254nm左右的短波紫外线灯。由于文件反射或吸收紫外线的情况不能直接看到,因此,必须用特殊的紫外光感光片拍照,或者通过紫外线光谱仪将紫外图像转换可见的电子图像,以获得分析结果。

红外线分析:红外线分析是以富含770nm~1500nm的红外线灯或白炽灯为光源,检测文件上的不同物质吸收或反射红外线的技术手段。由于这种效果也不能被直接感知,所以,要借助红外感光片拍照纪录,或者用红外光谱仪将红外图像转换成可见的电子图像。

萤光分析:萤光为一种光激发光现象。萤光检测是借助各种光源刺激文书上的物质,使其产生不同的萤光现象,以显示物质的差别,此外,利用萤光淬灭原理显示被掩盖的字迹,也属于萤光检测。目前广泛应用的各种文书鉴定仪器均有一定的紫外线分析、红外线分析和萤光分析的功能。

吸附与转移:吸附与转移是以物质分子间力和电荷间力的转换为机制,鉴别物质的属性,包括压取转印、粉墨显现、静电显现和透析显现等方法。

三、化学分析法

化学分析是根据材料及其变化产物,在外界作用下呈现的化学反应获得分析结果的手段。在文件分析中採取的化学分析方法主要包括:

颜色反应:颜色反应是选用特定的试剂与文件的某种物质产生的显色、变色或褪色的现象,以鉴别物质种类异同,或显示不易见的字迹和物质的潜影。如用格拉夫C染色剂(Graff C Stain),根据呈现的颜色不同,鉴别物证纸的纸张种类;用酸、硷或氧化剂,根据色料中其染料不同所呈现的颜色变化鉴别墨水是否相同;根据消退的字迹所残存的铁离子与亚铁氰化钾发生的普鲁士蓝反应,显现消退的含铁墨水字迹;用醋酸铅与墨水笔画中的硫酸盐作用形成硫酸铅沉澱,再用硫化钠或硫化钾溶液与硫酸铅作用,使其变成褐色的硫化铅,以显示墨水硫酸盐的影像等等,此类方法易污损物证,但方法简单且容易实行。

燃烧反应:燃烧反应是物质在高温条件下剧烈的氧化过程。物质燃烧产生的火焰及其颜色,产生的烟雾和颜色及灰烬的颜色和形态等都与物质组成相关,所以燃烧反应常作为鉴别物质种类的方法之一。在文书鉴定中还可以根据物质在不同的燃烧温度下所呈现的颜色变化,以及在同一温度下不同物质的颜色差别,显现烧毁文书的记载。

结晶反应:在文书鉴定中主要用于对变造文书上残留的消退剂和文书物质材料的某些组成进行种类鉴别。如残留的硫酸与醋酸钙试剂作用,生成真状或花瓣形硫酸钙结晶;残留的苛性钾与氯铂氢酸作用,生成柠檬色八面体结晶;残留的高锰酸钾与钾基蓝醋酸钠溶液作用,生成蓝色针形结晶。

四、仪器分析法

这里所提到之仪器分析是根据物理或化学原理设计对文书物证及其反应的样品特性进行定性和定量分析的手段,包括物质组成的分析、样品的光谱、声谱特性的分析等。

色谱分析:主要包括气相色谱法(GC)和高效液相色谱法(HPLC),可对文件材料中的某些物质进行定性和定量的分析。目前多用气相层析/质谱法(GC/MS),此法是将样品透过气相或液相色谱仪分离成单质,再一次进入质谱仪逐一定性、定量,这种方法的检测灵敏度高且结果更为準确。由于物证一般都是混合物,不宜直接使用质谱分析,在色谱分析技术中,纸色谱仪和薄层色谱法(TLC)是简便且容易实行的方法。尤其是再配以薄层扫描仪,在墨水、油墨等文件材料种属鉴别,添改文书鉴别和书写时间鉴定方面有很好的应用效果。

光谱分析:传统的光谱分析包括紫外-可见分光光度法(UV-VIS)、红外吸收光谱法(IR)、萤光光谱法等分子光谱法和原子发射光谱法(AES)、原子吸收光谱法(AAS)、原子萤光光谱法(AFS)等原子光谱法。在文书鉴定中,主要用于对文书材料的物质成份的定性和定量分析,通过与已知样品的分析比对,鉴定物质材料的种类和变化程度的异同。

X光分析:X光是一种波长短、能量高且看不见的电磁波。X光分析又可分为X光绕射法、X光萤光光谱法、X光电子能谱法三种,X光衍射法和X光萤光法皆不会破坏样品本身,X光衍射法主要用于鉴别可疑的文件纸张、油墨、铅笔等物质;X光萤光法则是对于某些印刷油墨、圆珠笔油墨的鉴别;X光电子能谱法一般是与扫描电子显微镜联用,分析印文与字迹交叠部份的无机元素的分布层次,以鉴别朱墨时序。

热分析:热分析是在程序温度控制下,检测物质的物理、化学性质与温度关係的一种分析技术。它在无机化学、有机高分子领域广泛应用。近几年,经过反覆试验研究,将热分析中的差示扫描热量法(DSC)用于蓝黑墨水字迹形成时间的分析。

前述文书鉴定分析法中之显微镜分析法,就不能不提世界上最卓越的显微学家华特.麦克隆(Walter C. McCrone)博士。他虽然于西元2002年过世,但他被公认是应用显微镜于鉴识科学领域的重要推手。他成立了McCrone Institute致力于鉴识显微镜的分析方法教学(主要是偏光显微镜),并常将显微镜与其他分析方法结合,用以分析多样化的刑事和民事案件证物。麦克隆博士经手过着名案件有具高度争议性的耶稣裹尸布(Shroud of Turin,杜林布衣)以及文兰地图(Vinland Map)等。由文兰地图的案件可以让我们看到数位顶尖科学家对于该地图的真伪结果,各有定见,目前争议尚未化解。

真假地图:以鉴识科学的角度看历史文物 图片来源:文兰地图 Wikimedia commoms
文兰地图(Wikimedia commoms)

什幺是文兰地图(Vinland Map)呢?文兰地图是一张目前被耶鲁大学图书馆所收藏的一张世界地图,其中描绘了北美洲大西洋沿岸的海岸线。地图配有中古拉丁文图解,还附有一则发生在西元1,000年左右的传奇故事,讲述了一个名叫利夫.埃裏克森(Leif Ericson)的古代挪威人的冒险经历,包括他如何发现新大陆并将其命名为「Vinland」。1957年,这张长40公分、宽28公分的羊皮纸地图,于瑞士日内瓦的一间书舖中现身,没人知道在此之前它归何人所有。自从20世纪60年代慈善家保罗.梅隆(Paul Mellon)将这张地图赠给耶鲁大学以后,有关地图真伪的辩论就一直没有停止,至今也没有一个定论。争论点如下:

如果是文兰地图是真迹,将是最早的记录发现美洲新大陆的历史文献纪录,比哥伦布发现新大陆还早60年。在没有任何历史文献记载下,西元1957年突然出现在瑞士日内瓦的一家古书店。西元1974,麦克隆发现地图上有西元1917年才开始生产的锐钛型二氧化钛(TiO2, anatase)。西元2002,纽约Brookhaven Donahue实验室进行C14同位素检测羊皮纸年份为AD 1413±11年。西元2002,显微Raman分析出锐钛型二氧化钛(TiO2, anatase)存在于墨水线中。西元2003,Olin表示发现锐钛型二氧化钛在墨水中式很正常的,但她使用含有氧化硫(ferrous Sulfate)的鞣酸铁墨水,和一般中古世纪使用之氧化铁之鞣酸铁墨水不同,因此遭受科学家强力的抨击。西元2009,Rene Larsen表示他们经过五年的在墨水、笔迹、虫洞以及羊皮纸年份分析,认为是有550年以上历史的真迹。

前述每位分析地图的专家没有进行地图上相同的证物之跨实验室分析比较,每位都依据自己专门领域的分析结果来判定地图的真伪,而鉴识科学家则需要结合这些分析结果来下最终的结论。

参考文献

The vinland mapInvestigate the Vinland MapVinland: An Inky Controversy Lives
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