數學可以說美丑嗎？如果可以，人們體驗數學之美的時候必須要能理解其中的數學含義嗎？當我們體驗數學之美的時候，大腦成像技術又會給我們帶來什么樣的驚喜？這些問題，統(tǒng)統(tǒng)有了答案。
“不偏袒地講，數學，不但掌握著真理，還是至美之物?！薄_素
關于美學最新的神經學研究顯示，視覺、聽覺和道德上的美感體驗都與“情緒化大腦”的同一個區(qū)域有關：內側眶額葉皮層（medial orbitofrontal cortex，mOFC）的A1區(qū)。
那么數學呢？柏拉圖相信數學之美是美的最高形式，因為它是智力的純粹產物，而且涉及的是普適的真理。類似的，藝術評論家Clive Bell 有言：
“藝術將我們從庸俗的人間提升到了美的世界。在那么一瞬間，我們不再關心得失利弊；我們的期望和回憶被束之高閣；我飄揚到了生活的溪流之上。而沉迷于自身研究的純粹的數學家也能體會到這種類似的狀態(tài)（盡管可能不完全一樣）。他在思索時體會到的情感不是來自于人類的生活，而是源自超越人類生活的抽象科學。我有時會想，對藝術的欣賞和對數學的欣賞是不是比我們想的還要相似？”
新的研究顯示Bell可能是對的。SemirZeki和他的同事找到了16名數學研究生和博士后，以及另外12個非數學專業(yè)的人。受試者將在核磁共振掃描儀中理解一系列數學等式，隨后根據他們的理解為這些等式的美學程度打分。在此之后，他們被要求填寫一份問卷，報告他們對每個等式的理解程度以及看到這些等式時的情感體驗。
下面這個問題被評為“美”的次數最多（歐拉等式）：
其他贏得公式選美大賽的還包括畢達哥拉斯等式、一個關于指數函數和三角函數的等式（在復分析中由歐拉公式中導出）、以及柯西-黎曼方程。相比之下，下面這個是被評為最丑的等式（1/π的拉馬努金無窮級數）：
其他得分較低的公式還有黎曼泛函方程以及可以通過兩種兩個立方組合得到的最小數字，還有一個具有一特殊性質（前一個態(tài)射的像等于后一個態(tài)射的核）的正則序列。
通過大腦掃描，研究者發(fā)現體驗數學之美的區(qū)域與之前發(fā)現的與視覺、聽覺和道德美感相關的區(qū)域并無二致，即都是內側眶額葉皮層的A1區(qū)。不僅如此，這種感覺越強烈，這個區(qū)域的大腦就越活躍。
有意思的是，理解公式與否與是否能體驗其美感并無嚴格關聯。即便是非數學專業(yè)的受試者也會感覺一些公式更美，雖然他們不能理解其含義。內側眶額葉皮層A1區(qū)的活動與對美的評判相關，而與理解無關。
需要注意的是，這些發(fā)現并不意味著內側眶額葉皮層是唯一同數學之美相關的腦區(qū)。還有一些在看到美麗圖案或者聽音樂片段時沒有激活的腦區(qū)在看到數學問題時活躍了起來。事實上，研究表明的是在經歷看似不同的美感刺激時，內側眶額葉皮層A1區(qū)的活動似乎是它們之中的共通之處。
此外，這一結果也同樣不意味著這一區(qū)域只用于體驗美。內側眶額葉皮層A1區(qū)還有很多功能，包括情感、學習、快樂以及獲得獎賞。
最后要明確的是，研究結果也不意味著內側眶額葉皮層A1區(qū)的神經元產生了對數學美的體驗。結果僅僅表明大腦活動與看到數學公式時體驗美有相關性。
然而，這一結果還是很有意思，而起引出了一個有趣的問題：如果體驗數學的美并非一定要理解其數學意義，那么數學之美是源于哪里呢？
研究人員的看法是“美具有一種獨立于文化和教育的抽象品質?！彼麄儾聹y非數學專業(yè)的人們評估數學等式的美時，并非是基于認知理解，而注重的是等式的形式，例如符號樣式、對稱性等等。
研究人員們并沒有就此止步，他們認為也許美是自然界中真理的一個指向標。確實，柏拉圖強調，數學形式之所以是美的，正是因為它們洞見了宇宙的根本結構。類似的，理論物理學家狄拉克說道：
“數學推理能有助于人們對自然現象的研究，這并沒有邏輯必然性，但在實踐中又確實如此。這不得不歸因于自然所具有的數學本性。雖然任何一個僅憑邏輯來觀察自然的人都無法推斷出它的存在，但這種本性卻在整個自然中扮演著重要的角色……雖然相對論有悖簡潔這一原則，但它本身驚人的數學之美讓它為物理界廣泛接受。這是一種難以定義的特質，正如藝術中的美也從無定論一般，但學習數學的人卻往往能很容易就體會到它。在對自然的描述中，相對論將數學之美發(fā)揮到了令人難以想象的極值……我們已經明白，我們需要將簡潔這條準則換做數學的美。研究者們在將自然法則用數學形式表達出來時，應該為其數學的美不懈奮斗。通常的情況是，簡潔的要求同美的要求不謀而合，但當兩者發(fā)生沖突時，前者必須讓位?！保ㄊ÷蕴枮樵髡咛砣耄?/p>
他們的研究對于美學哲學的研究也有影響。該領域中人們經常爭論審美體驗是否可以被量化，以及對美的感受與快樂和獎賞有多少關聯。
