编辑推荐
“化学世界”丛书所涉猎的内容从最基本的物质和宇宙的起源,到药品和食品构成等这类新材料化学在日常生活中的实际运用。
“化学世界”丛书每册附有大量黑白图片和插图,有著名化学家的生平简介和主要学术贡献,是学生、教师的必备书籍,也是那些对化学怀有浓厚兴趣的广大读者的最佳选择。
内容简介
《美国科学书架·化学世界:福尔摩斯的化学》介绍了该领域内最重要的新进展以及它们在犯罪调查中的贡献。《美国科学书架·化学世界:福尔摩斯的化学》探讨了众多仪器、现场设备、化学物质和其他物证检查方法,以及法医程序的技术发展水平。
作者简介
大卫·E.牛顿,博士(David E.Newton Ph.D.),从事化学和物理学教学13年。在美国塞勒姆州学院(Salem State College)担任化学和物理学教授长达15年。在旧金山大学职业技术学院任兼职副教授10年。他著作颇丰,已出版的达400多部。这些著作中包括教材、百科全书、教师参考书、研究指南、普及读物,还有其他类型的教育材料。
内页插图
目录
前言
阅读提示
一 法医化学的起源
早年的法医化学
19世纪取得的进展
法医化学涵盖的范围
二 指纹识别
指纹识别的历史
指纹识别的一般原则
指纹识别系统
指纹探测
粉末测试
化学测试
光测试
三 法医血清学
血型
多态蛋白质和同工酶
血痕鉴定
血痕图案
精液和唾液测试
四毒理学与毒品测试
酒精与人体
血液酒精浓度测试
毒品测试
毒药测试
确证试验
五 纵火与爆炸调查
纵火是经济和社会问题
纵火调查
爆炸物调查
六 DNA指纹图谱分析
DNA简介
用化学解释生物学
DNA测试相关应用
法医DNA分型
DNA分型程序
DNA分型方法
关于DNA分型的争议
结语
精彩书摘
火场调查通常包含两个主要部分。在第一阶段中调查员会搜寻物理证据,并根据它们来判断可能的起火位置以及是否有理由怀疑是故意放火。这一阶段调查的最佳线索是火焰燃烧形成的图案。这种图案通常由V形的路径组成,其中V形图案的顶点位置就是起火点。之所以出现这种图案是因为火焰在燃烧时常常从起点向外扩散。一旦确定起火点,调查员会检查这一区域的下方和周围,寻找可能用于点火的助燃剂——如果存在则说明是故意纵火。
其他类型的物理证据也能用来确定纵火的可能性。例如,可能会在火场发现多处V形图案,这表明燃烧开始于多个位置。这类图案不太可能是自然起火造成的,因此很可能是纵火犯同时引燃了多个地方。
某些物理证据也可能表明火灾不是纵火犯所为。比如调查起火点附近的电线,可能会发现火灾起因是电路缺陷。在这种情况下纵火的可能性很小。损坏的天然气管道、忘记关闭的电器、易燃化学品或者火场发现的烟头都可能表明火灾属于意外,而不是故意行为。
纵火调查犬和机械设备对于确定起火点十分有用,而且某些时候能够提供存在助燃剂的假定证据。经过训练的调查犬不仅能够确定起火位置和发现助燃剂,而且会针对特定助燃剂作出不同反应。有些调查犬能够辨别十几种甚至更多不同助燃剂,并会对火场发现的不同物质作出特定反应。众多设备可用于现场调查助燃剂残余物。
它们包括:
·化学颜色试验法。该方法是向收集的物质中加入染色剂。对于不同的助燃剂,染色剂会生成不同的独特颜色。一种经常使用的试验方法是格里斯(Griess)试验。格里斯试剂是一种经过磷酸酸化的磺胺和盐酸N-I-萘基乙二胺(NED)混合物。这种试剂会与残留物中的硝酸根离子发生反应并产生特殊的紫色。
·催化燃烧探测仪。该仪器中有一个镀有铂金的线圈。在火灾现场加热线圈,空气中残留的任何助燃剂将被氧化,产生独特的燃烧热。发出的燃烧热随即被转化为电信号并输出为可立刻读取的信息。
·火焰电离探测仪。该仪器将样品与氢气混合并引燃。这种方法导致样品发生电离作用,并改变仪器中载体气体的导电率。导电率的改变值以电信号形式输出,这些信号可以直接与已知助燃剂的信号进行比较。
紫外荧光镜。正如名称所示,该仪器使用紫外光(“黑”光)照亮犯罪现场。此时不同助燃剂会发出不同的独特光斑。
·红外光谱仪。该仪器是一种常见实验室设备的便携形式。将样品放人仪器中就可以分析燃烧发了的光线。
和许多法医试验一样,上面列出的几种试验都只是假定试验。它们能够指导火场调查。现场采集的样品随后被送往法医实验室进行确证试验。
一旦确定了起火点,接下来调查员要寻找任何外来物质——助燃剂——它们可能被用来点火。一开始可能会觉得这是不可能完成的任务,因为人们会很自然地认为,用于点火的易燃化学物质肯定在随后的燃烧过程中被完全消耗掉。实际上这种情况并不会出现,总会有少量的助燃剂被现场的其他物质吸收,如地毯、木地板和塑料地板砖。这些材料通常叫做基质。
……
前言/序言
《科学侦探:福尔摩斯的化学世界》 本书并非一本简单的科普读物,它更像是一扇通往科学探案领域的大门,带领读者走进一个充满逻辑推理、严谨分析和精密实验的迷人世界。在这里,我们摒弃了那些虚幻的魔法和超能力,而是聚焦于科学的真实力量,特别是化学,如何成为揭示真相、破解谜案的强大武器。 一、 科学的火眼金睛:化学侦探的诞生 在每一次罪案的现场,都隐藏着无数肉眼难以察觉的线索。从一根发丝、一滴血迹,到微小的尘埃、残留的痕迹,它们都可能成为指向真凶的关键。而“科学侦探”,正是运用科学的知识和方法,从这些细微之处发掘真相的专业人士。本书将重点剖析化学在这一过程中的核心作用。 痕迹分析的魔力: 细致入微地介绍各种常见的痕迹物证,如纤维、毛发、土壤、玻璃碎片、油漆颗粒等,以及化学分析技术如何帮助确定它们的来源、成分和性质。我们将深入了解显微镜下的世界,以及光谱仪、色谱仪等精密仪器如何“读取”这些物证的语言。 毒物学的奥秘: 探讨化学在毒物鉴定中的关键地位。从历史上的著名毒杀案件,到现代实验室如何分离、鉴定各种毒物,本书将揭示化学分析在确定死因、追溯中毒过程中的重要性。读者将了解到,即使是最微量的毒素,也可能在科学家的手中无所遁形。 弹道学的科学基础: 尽管弹道学常与物理学紧密相连,但化学在火药残留物的鉴定、弹壳的成分分析等方面同样扮演着不可或缺的角色。本书将阐述化学分析如何帮助还原枪击事件的发生过程。 DNA分析的革命: 虽然DNA分析更多地被归类为生物学领域,但其化学提取、标记和分析过程,离不开化学原理的支持。我们将简要介绍DNA技术如何成为现代法医学的基石,以及化学在其中提供的基础保障。 二、 炼金术士的现代变奏:化学实验的侦破艺术 在科学侦探的工具箱里,化学实验无疑是最为核心的组成部分。本书将深入浅出地介绍一系列在犯罪现场或实验室中进行的经典化学实验,以及它们如何被巧妙地应用于案件侦破。 显色反应的智慧: 介绍各种利用化学物质与特定物质发生反应,产生颜色变化来指示特定成分存在的显色反应。例如,如何利用化学试剂检测血迹,或识别某些特定物质的残留。 滴定与定量分析: 讲解如何通过滴定等定量分析方法,精确测定样品中某种物质的含量。这在确定毒物剂量、分析化学品成分等方面至关重要。 光谱分析的穿透力: 深入探讨红外光谱、紫外-可见光谱、质谱等光谱分析技术。这些技术能够“看透”物质的分子结构,从而精确鉴定未知物质的身份。本书将通过生动的案例,展示这些技术如何在复杂的案件中发挥“侦测仪”的作用。 色谱分离的精妙: 介绍气相色谱、液相色谱等分离技术,它们能够将复杂的混合物分解成单一组分,从而逐个进行分析。这对于分离提取痕迹物证中的有效成分,或鉴定复杂的毒物混合物具有极大的价值。 燃烧与爆炸的化学: 分析火灾原因鉴定和爆炸物分析背后的化学原理。从易燃物的化学性质,到爆炸物的分解机理,本书将揭示化学如何帮助还原事故现场的真相。 三、 虚拟的“大侦探”:案例分析与推理的融合 本书并非仅限于理论知识的堆砌,更注重将化学知识与实际的侦破案例相结合,让读者在鲜活的故事情节中理解化学的威力。 “莫里亚蒂教授”的化学陷阱: 想象一下,一个聪明的罪犯,也可能具备一定的化学知识,试图利用化学来掩盖罪行,甚至设置陷阱。本书将通过虚构的案例,展示罪犯如何尝试运用化学知识制造混乱,以及科学侦探如何运用更高级的化学知识来识破这些阴谋。 “血迹”的秘密会话: 真实的血迹不仅能证明有人受伤,还能告诉我们更多信息:是受害者还是凶手的血?血迹的分布形态暗示了怎样的动作?化学试剂如何帮助我们“阅读”这些无声的证词。 “指纹”背后的化学: 除了传统的指纹采集,有时犯罪现场留下的可能并非完整的指纹,而是一些化学物质。本书将探讨如何通过分析这些化学物质来间接指向嫌疑人。 “微量证据”的宏大叙事: 即使是微不足道的尘埃,也可能在科学家的手中讲述一个完整的故事。从鞋底的泥土,到衣服上的纤维,这些微量证据通过化学分析,能够揭示嫌疑人的行踪和活动范围。 “毒药”的演变史: 追溯历史上以及现代社会中,各种新型毒药的出现和检测方法的发展。本书将展现化学家们如何不断应对新的挑战,研发更有效的检测手段。 四、 科学的边界与伦理 在追求真相的道路上,科学侦探也面临着各种挑战和伦理困境。 证据的可靠性: 任何科学检测都存在一定的误差范围,如何确保证据的可靠性,避免误判?本书将探讨科学证据在法律体系中的地位和作用。 技术的局限性: 尽管科学技术飞速发展,但仍有一些问题是现有技术难以解决的。本书将讨论科学侦探在面对这些局限性时的应对策略。 隐私与侦查: 随着DNA数据库的建立和痕迹分析技术的进步,个人隐私的保护也成为了一个重要议题。本书将简要探讨科学侦查与个人隐私之间的平衡。 化学家的责任: 作为真相的揭示者,化学侦探肩负着重大的责任。本书将强调科学的客观性、严谨性和公正性在侦破过程中的重要性。 五、 学习的价值与启发 《科学侦探:福尔摩斯的化学世界》并非一本仅仅为专业人士准备的书籍。它旨在: 激发科学兴趣: 通过引人入胜的案例和生动的讲解,激发读者对化学和科学侦探的兴趣,尤其是青少年读者。 培养科学思维: 引导读者学会用科学的视角看待问题,运用逻辑推理和实证分析来解决实际难题。 认识科学的力量: 让读者深刻理解科学在维护社会公正、保障人民生命财产安全方面的重要作用。 拓展视野: 帮助读者了解犯罪侦查的幕后工作,以及化学在其中扮演的不可替代的角色。 本书将是一次充满知识、趣味和启发的旅程,带领读者走进一个由严谨的化学原理构筑的真实世界,在那里,真相永远隐藏在细微之处,等待着有心人的发现。它证明了,即使是最复杂的谜团,也终将在科学的光辉下无所遁形。