在刑事案件中，目击证人经常提供戏剧性的有力证词，当检察官问他们：法庭里的这个人就是凶手吗？目击者指着被告：是的，我永远不会忘记这张脸。但事实上，目击者的证词很常出错，而这些不准确的证词正是误判冤狱的最主要原因。
在 Innocence Project 的360多起案件中，高达70%以上冤案引用了目击者证词作为关键证据，后来使用 DNA 分析才还给这些被错误定罪的人清白。
此外，这些案件还有将近三分之一与目击者对被告的多次错误指认有关。相比之下，第二常见的误判原因（法医专家提供的误导性证据）比例只占45%，而第三常见的误判原因（虚假供词）则约占30%。
虽然有些目击证人曾与他们认定的犯罪者有过接触（比如街坊邻居看见丈夫虐待妻子），但大部分的目击者与嫌疑犯事前完全没有接触过，只在犯罪现场见过被告一次。
由于被告对目击者来说是陌生人，他们似乎没有说谎骗人的动机，从某方面来说这使目击证人的证词变得更有力，让陪审团更容易相信这些证词。
大量研究表明，人们往往高估了自己认脸的能力，他们记得的大多是一些普遍特征，例如嫌犯的下巴或胡须。研究还表明，很多其他因素都会影响和扭曲目击者的感知与记忆，包括光线、距离、角度、目击者的视力、注视凶手的时间长短或枪支等干扰因素。
此外，早在1980年代就有研究证明所谓的 other-race effect，也就是人们较难分辨与自己不同种族的人的脸孔。
另一个较不明显的因素是，随着时间过去记忆会逐渐淡忘，并跟其他事物混在一起来“填补空缺”。如警方要求目击者观看嫌疑犯的名单或照片希望他们能认出里面的人，在观看照片的同时目击者可能对案发当时只剩下模糊记忆，但在做判断前他们仍然会仔细研究照片，并将自己对真实罪犯的粗糙回忆与这些照片融合。
因此，他们最后提供的证词细节可能源自於事后所看的照片，而不是案发当时所见。
1984年 Kirk Bloodsworth 被指控在巴尔的摩强奸并谋杀一名九岁女孩被判处死刑。虽然没有任何物证或间接证据表明他与案件有关，但至少出现了五名目击证人指认他。
当时，DNA 分析还未纳入刑事司法系统（美国直到1988年才有第一起使用 DNA 分析当证据的案件），而 Kirk 的辩护律师直到几年后才提出使用。
1993年，法医利用从女孩内衣采集到的精液进行分析，才证明了凶手不是 Kirk 而是另一个人（他最后也认罪）。值得庆幸的是，Kirk 没有因为冤案而遭到处决，并在同年获释。
1974年 James Bain 在佛罗里达州被控强暴一名九岁男孩。虽然这是 DNA 分析还未被采用之前的案件，但从男孩衣物残留的精液验出犯人的血型为 B 型，与詹姆斯的 AB 型不相符。
尽管如此，陪审团根据被害男孩的证词依然认定 James 有罪。几年后，当 DNA 分析被纳入刑事司法系统，James 四次要求法庭对精液进行 DNA 分析，但都遭到拒绝。最终，James 通过律师和佛罗里达州的 Innocence Project 得到帮助，DNA 分析才被批准，并且证明他完全无罪。
2009年，James 被释放，而在此之前他已经为从未犯下的罪行服了35年刑期。
如果没有 DNA 分析，这些案件的被告可能还被关在监狱，或者已经死在牢里。但 DNA 样本要不是无法取得，就是与大多数犯罪调查和起诉无关。
因此，我们可以合理地推断，还有很多被关在监狱的被告是因为不准确的目击者证词而被错误定罪。在许多情况中，犯罪的唯一直接证据似乎只有目击者证词。然而，现代科学表明这些证词本身就值得怀疑，而且结果很可能造成误判冤狱。
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