对大脑来说，美丽的数学公式和美景是一样的

数学可以说是美丽的还是丑陋的？如果是这样，人们在体验数学美的时候，一定要理解数学的意义吗？当我们体验数学之美时，大脑成像会带给我们什么样的惊喜？这些问题都得到了回答。

"没有偏见，数学不仅持有真理，而且是最美丽的东西."-拉塞尔

最新的美学神经学研究表明，视觉、听觉和道德审美体验都与“情绪大脑”的同一个区域有关:内侧眶额皮质A1区(mOFC)。

数学呢？柏拉图认为数学美是美的最高形式，因为它是智力的纯粹产物，并涉及普遍真理。同样，艺术评论家克莱夫·贝尔说:

“艺术把我们从一个庸俗的世界提升到了一个美丽的世界。在那一瞬间，我们不再关心得失的利弊；我们的期望和记忆被搁置了。我在生命的溪流上飞翔。痴迷于自己研究的纯数学家也能意识到这种相似的状态(尽管可能不完全相同)。他在思考时意识到的情感不是来自人类生活，而是来自超越人类生活的抽象科学。我有时会想，艺术和数学的欣赏是否比我们想象的更相似？”

新的研究表明贝尔可能是对的。塞米尔泽基和他的同事发现了16名数学研究生和博士后，以及12名其他非数学专业的学生。受试者将理解磁共振扫描仪中的一系列数学方程，然后根据他们的理解对这些方程的美学程度进行评分。之后，他们被要求填写一份调查问卷，报告他们对每一个方程的理解以及他们在看到这些方程时的情感体验。

下列问题被评为“美丽”次数最多(欧拉方程):

公式选美比赛的其他获胜者包括毕达哥拉斯方程，一个关于指数函数和三角函数的方程(从复分析中的欧拉公式导出)，以及柯西-黎曼方程。相比之下，以下等式被评为最丑的(1/π的拉玛努金无穷级数):

其他得分较低的公式包括黎曼函数方程和通过组合两个立方体得到的最小数。还有一个具有特殊性质的正则序列(前一个态射的像等于后一个态射的核)。

通过大脑扫描，研究人员发现体验数学美的区域与先前发现的视觉、听觉和道德美相关的区域相同，即内侧眶额皮质A1区。不仅如此，这种感觉越强烈，大脑在这一领域就越活跃。

有趣的是，理解公式和体验它的美之间没有严格的关联。即使是非数学科目也会发现一些公式更漂亮，尽管他们不能理解它们的意思。内侧眶额皮质A1区的活动与美的评价有关，但与理解无关。

应该注意的是，这些发现并不意味着内侧眶额皮层是唯一与数学美相关的大脑区域。当看到美丽的图案或听音乐片段时，一些大脑区域没有被激活，但当看到数学问题时，这些区域变得活跃起来。事实上，研究表明，当经历看似不同的审美刺激时，内侧眶额皮质A1区的活动似乎在它们之间是常见的。

此外，这个结果也不意味着这个区域只用于体验美。内侧眶额皮质A1区也有许多功能，包括情绪、学习、快乐和获得奖励。

最后，应该清楚的是，研究结果并不意味着内侧眶额皮质A1区的神经元已经经历了数学之美。结果只显示，当看到数学公式时，大脑活动与体验美有关。

然而，这个结果仍然非常有趣，并且提出了一个有趣的问题:如果体验数学的美不一定需要理解它的数学意义，那么数学的美从何而来？

研究者认为“美具有独立于文化和教育的抽象品质”他们推测，当非数学专业的人评价数学方程的美时，他们不是基于认知理解，而是关注方程的形式，如符号模式、对称性等。

研究人员并没有就此止步。他们认为美也许是自然界真理的目标。事实上，柏拉图强调数学形式之所以美丽，正是因为它们能洞察宇宙的基本结构。同样，理论物理学家狄拉克说:

“数学推理可以帮助人们研究自然现象，这不是逻辑上的必然，但在实践中却是真实的。这必须归因于自然的数学本质。尽管任何仅仅通过逻辑来看待自然的人都不能推断出它的存在，但这个自然在整个自然中起着重要的作用...虽然相对论与简单性原则相反，但它惊人的数学美使它被物理世界广泛接受。这是一个很难定义的特征，就像艺术中的美从来没有被确定过一样，但是研究数学的人通常可以很容易地认识到这一点。在对自然的描述中，相对论把数学美带到了一个不可思议的极端...我们已经明白，我们需要用数学的美来取代简单的原则。研究者在用数学形式表达自然规律时，应该为数学美而不懈努力。通常的情况是，对简单的需求与对美丽的需求不谋而合，但当两者发生冲突时，前者必须让位。”

他们的研究对美学哲学的研究也有影响。这一领域的人们经常争论审美体验是否可以量化，以及美感与幸福和回报的关系。我不能停止思考！