本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
最新的美學神經科學表明，視覺、音樂和道德美感的體驗都激活了“情感大腦”的同一部分：內側眶額皮層（mOFC）的A1區。
但是數學呢？柏拉圖認為數學美是最高形式的美，因為它僅僅源於智力，並且與普遍真理有關。同樣，藝術評論家克萊夫·貝爾指出
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事的未來。
“藝術將我們從人類活動的世界帶入審美的崇高世界。片刻之間，我們與人類的興趣隔絕；我們的期望和記憶被阻止；我們被提升到生活之流之上。沉浸於研究中的純粹數學家知道一種心境，我認為這種心境即使不是完全相同，也是相似的。他對他的推測感到一種情感，這種情感並非來自它們與人類生活之間任何可感知的關係，而是來自抽象科學的核心，非人或超人的。我有時想知道，藝術和數學解決方案的鑑賞家是否不是更緊密地聯絡在一起。”
一項新的研究表明，貝爾可能是對的。澤米爾·澤基和同事招募了16位研究生或博士後級別的數學家以及12位非數學家。所有參與者在fMRI掃描器中觀看了一系列數學方程式，並被要求評價方程式的美感以及他們對每個方程式的理解程度。離開掃描器後，他們填寫了一份問卷，其中報告了他們對每個方程式的理解程度以及觀看方程式的情感體驗。
這個方程式被最一致地評為美麗的（萊昂哈德·尤拉恆等式）
方程美感競賽的其他獲勝者包括勾股恆等式、可從尤拉複分析公式匯出的指數函式和三角函式之間的恆等式，以及柯西-黎曼方程。相比之下，這個方程被最一致地評為醜陋的（斯里尼瓦薩·拉馬努金的1/π無窮級數）
其他低評分的方程包括黎曼函式方程、可以用兩種不同方式表示為兩個立方和的最小數，以及一個態射影像等於下一個態射核的精確序列示例。
檢視大腦掃描結果，研究人員發現，數學美感的體驗與先前研究中發現的與視覺、音樂和道德美感體驗相關的大腦同一部分有關：內側眶額皮層（mOFC）的A1區。更重要的是，報告的體驗強度越強，該區域的大腦啟用就越強。
有趣的是，理解和美感遠非完全相關。即使是非數學專業的參與者也發現一些方程式比其他方程式更美，即使他們不理解這些方程式。mOFC的A1區的啟用尤其與美感評分有關，而不是理解。
請注意，這些發現並不意味著mOFC完全負責處理數學美感。在處理數學方程式期間，也激活了其他大腦區域，這些區域在觀看繪畫或聆聽音樂片段時不會被啟用。相反，這些發現表明，在體驗看似不同的刺激的美感時，共同因素是mOFC的A1區的啟用。
此外，結果也並不意味著大腦的這個區域專門用於處理美感。mOFC的A1區具有多種功能，包括處理情感、學習、快樂和獎勵。
最後，請注意，這些結果並不意味著mOFC的A1區的神經元簇導致了數學美感的體驗。結果僅表明，在檢視數學方程式時，大腦啟用與美感體驗之間存在相關性。
儘管如此，結果還是很有趣的，並提出了一個有趣的問題：如果數學美感的體驗不一定與理解方程式有關，那麼數學美的來源是什麼？
研究人員認為，“美感具有一種抽象的品質，這種品質獨立於文化和學習。”他們推測，非數學家評估美感——不是基於認知理解——而是基於方程式的形式品質，例如物理形式、對稱分佈等。
但是研究人員更進一步，認為美感可能是指向自然界真實事物的指標。的確，柏拉圖強調數學公式之所以被體驗為美麗的，是因為它們提供了對宇宙基本結構的洞察力。同樣，理論物理學家保羅·狄拉克指出
“沒有邏輯理由（數學推理方法應該在自然現象研究中取得進展），但實踐證明它確實有效並取得了合理的成功。這必須歸因於自然界中的某種數學品質，這種品質是自然的偶然觀察者不會懷疑的，但它在自然的計劃中起著重要的作用……相對論之所以被物理學家如此接受，儘管它違背了簡單性原則，但卻是其偉大的數學美感。這是一種無法定義的品質，就像藝術中的美感無法定義一樣，但是研究數學的人通常不難欣賞它。相對論將數學美感以前所未有的程度引入了對自然的描述……我們現在看到，我們必須將簡單性原則轉變為數學美感原則。研究人員在努力以數學形式表達自然基本定律時，應主要追求數學美感。他仍然應該以從屬的方式將簡單性納入考慮範圍，以服從美感。通常，簡單性和美感的要求是相同的，但是當它們發生衝突時，後者必須優先。”（省略號已新增）
他們的發現也對美學哲學產生影響，在美學哲學中，經常爭論美學體驗是否可以量化，以及美感體驗與快樂和獎勵的聯絡程度。
很多值得思考的！
© 2014 斯科特·巴里·考夫曼，保留所有權利。
h/t: 麗貝卡·麥克米蘭； 圖片來源：united-academics.org