经常会听到物理学专业的老师说，爱因斯坦的公式多么美，麦克斯韦的公式多么美等，这对非物理或数学专业的人来讲，或许觉得有点难以理解。对音乐、诗歌、书法和美术也存在这种欣赏水平的问题。欣赏不了这种美，就象是无法品尝美味一样。别人认为美味，你也许觉得没有味道。西方人觉得奶酪很美味，东方人觉得臭豆腐很美味。这都存在客观差异，但是这些差异其实都来自大脑功能，那么如何用客观的数据来分析这些差异，就成为神经科学家们研究大脑功能的一种手段和观察目标了。

今天《科学美国人》报道了一项关于数学公式美不美的神经科学研究，就是这个领域的典型。《自然》也对这个报道进行了转载，我这里也介绍介绍。

数学家描述一些公式时，经常用“美”来表达，他们是故弄玄虚，还是确实有这样的感受？大脑扫描研究显示，数学家大脑确实能感受到公式的优美，这种感觉就和其他人对油画和美妙的音乐是同样的。这一研究是神经科学家对“美”的神经生物学机制进一步理解，其实美的概念确实难以定义。

伦敦大学的学者Semir Zeki率领的小组开展的这项研究是对16名数学家为对象展开的，让这些数学家对60个公式用“美”和“丑”来评价。2周后，对这些数学家用功能核磁共振进行扫描，同时将这些公式展示给他们。研究结果发现，评价为美的数学公式能引起这些数学家大脑中眶额叶A1脑区的激活。大脑中眶额叶和情感相关，过去研究发现该脑区对美图和美妙音乐产生反应。研究人员希望了解数学家对数学公式美的体验是否和普通人听音乐和看美图有类似体验。研究结果2月13日发表在《人神经科学前沿》上。

对数学家的这一研究让学者可以研究文化和知识美学体验，科学家经常说的科学鉴赏力也许就可以用这个方法来研究研究，也许将来可以作为一种评价学术能力的一种客观依据，这对中国学术界具有更大现实意义。

科学家一直认为，即使没有经过音乐和艺术训练的人，仍可以欣赏贝多芬钢琴曲和米开朗基罗（意大利文艺复兴时期成就卓著的科学家，艺术家）的艺术作品。但是对数学公式的欣赏则必须有专业水平。为检验这种思路，研究人员将这些公式给非数学家展示，结果发现这些大脑的情感反应很微弱。其中有一个对照受试者对这些公式象是什么都没有看见一样。研究也发现一些对照组对某些公式也有类似反应，或者是因为这些公式的外形、对称性等非含义因素也能给人美的体验。

许多数学家认为这个结果没有什么奇怪，因为他们确实可以看出数学结构的美，或者证明了一个数学难题时候，这种感觉和看一件艺术品几乎一样。威廉斯敦威廉斯学院的数学家Colin Adams就是这个看法。康奈尔大学数学家DainaTaimina将美的数学结果比喻为美妙旋律。

到底什么是美？美不是让人高兴和幸福的东西那么简单。悲伤的事情也可能是美的，例如疼痛也可产生美的体验。比如米开朗基罗的Pietà，描述的是耶稣基督死在她圣母玛利亚怀里的雕像。这不是快乐的事情，但非常美。

部分科学家认为，美实在太复杂，用fMRI来研究根本不可能。虽然有不少人觉得这个研究在机制上应该更复杂，但这一研究毕竟很有趣，值得鼓励。Zeki也承认，美这个玩意确实难以定义，但他们的研究可以让人们深入理解“关于美的体验的神经生物学机制”

研究发现，大多数数学家对美和丑的公式认识上比较统一，说明数学家对公式美的感受并不主观，例如他们都认为欧拉公式1+e^iπ=0非常美，它是数学里最令人着迷的一个公式，它将数学里最重要的几个数字联系到了一起。自然对数的底e和圆周率π两个超越数，虚数单位i和自然数单位1两个单位，以及被称为人类伟大发现之一的0。数学家们评价它是“上帝创造的公式”。几乎所有数学家都认为1/π是最丑的公式。