수학자들이 어떠한 공식이 아름답다고 말할 때, 그것은 과장이나 허세 혹은 거짓말이 아니다. 연구 결과, 사람들이 미술이나 음악이 아름답다고 느낄 때와 동일한 방식으로 수학자들의 마음은 아름다운 공식에 반응하는 것이 밝혀졌기 때문이다.
연구는 다음과 같다. 16명의 수학을 전공하는 대학원생 혹은 박사 후 과정생에게 60개의 공식을 보여준 후 추함(ugly)과 아름다움(beautiful)의 점수를 매기도록 했다. 2주 후 참가자들은 기능자기공명영상(fMRI) 스캐너 안에서 60개의 공식을 다시 보면서 점수를 매겼다. 그 결과, 아름답다고 평가된 공식을 볼 때, 내측안와전두피질(medial orbito-frontal cortex, mOFC)이라는 뇌 영역에 위치한 A1의 활성화를 관찰할 수 있었다. 안와전두피질은 정서와 관련 깊은 영역이며 A1은 시각적 그리고 음악적 아름다움의 정서적인 반응과 연관된 것으로 알려진 영역이다.
그러나, 보통 사람들에게 동일한 실험을 실시했을 때는 A1의 활성화가 나타나지 않았다. 연구진들은 이를 통해 공식의 의미를 이해할 수 있는 사람이어야 공식의 아름다움을 찾을 수 있으리라는 가정 하에 미적 판단에서의 문화와 학습의 영향에 대한 연구를 하고 있다. 어떤 과학자들은 ‘미’라는 것은 뇌 영상 스캔에 담아내기에는 너무 복잡하고 미묘하다는 비판을 제기한다. 그러나, 반대편의 과학자들은 미라는 개념을 과학적으로 포착하기 위한 노력을 기울이고 있다. 이들의 노력은 신경미학(Neuroesthetics)이라는 이름으로 현재진행형이다.
런던대의 Semir Zeki 연구팀이 진행한 위 연구는 2014년, Frontiers of Human Neuroscience에서 발표되었다. 여담으로, 수학자들에게는 오일러의 공식이 가장 아름다웠으며 라마누잔의 무한수열이 가장 추한 것을 선정되었다.
아름다운 공식에 반응한 뇌 영역들
Zeki, S., Romaya, J. P., Benincasa, D. M., & Atiyah, M. F. (2014). The experience of mathematical beauty and its neural correlates. Frontiers in human neuroscience, 8.
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