יופי מתמטי

יופי מתמטי הוא ההנאה האסתטית שמתמטיקאים עשויים לייחס לתוצאות מסוימות במתמטיקה. הם מבטאים הנאה זו על ידי התייחסות למתמטיקה (או לפחות לחלק מהיבטיה) כיפה. מתמטיקאים מתייחסים למתמטיקה כאל אמנות או לפחות כאל פעילות יצירתית ומרבים להשוות אותה למוזיקה ולשירה. נושא זה נדון על ידי הפילוסופיה של המתמטיקה.

תוצאה "יפה"

לעיתים מתמטיקאים מייחסים יופי לעבודות המקשרות שני תחומים במתמטיקה הנראים לא קשורים במבט ראשון. קישורים כאלה מתוארים פעמים רבות כעמוקים.
קשה למצוא תוצאות שיש הסכמה גורפת על כך שהן עמוקות, אולם ישנן מספר דוגמאות המובאות בדרך כלל, אחת מהן היא זהות אוילר:

זהו מקרה פרטי של נוסחת אוילר, אשר הפיזיקאי ריצ'רד פיינמן כינה "הנוסחה המדהימה ביותר במתמטיקה". היופי בזהות אוילר טמון בכך שהיא מאחדת לכדי משוואה קצרה אחת שלושה קבועים מתמטיים נודעים (e - בסיס הלוגריתם הטבעי, i – היחידה המדומה ו-π – היחס בין היקף מעגל לקוטרו) ואת שני המספרים הטבעיים הראשונים (0 ו-1).
דוגמאות מודרניות יותר הן משפט טניאמה-שימורה שיצר קשר חשוב בין עקומים אליפטיים לבין תבניות מודולריות (עבודה שזיכתה את אנדרו ויילס ואת לרוברט לנגלנדס בפרס וולף) וכן "המפלצות המטורללות" המקשרות בין תורת החבורות (חבורת פישר-גריס, "המפלצת") לתבניות מודולריות דרך תורת המיתרים (עבודה שזיכתה את ריצ'רד בורכרדס במדליית פילדס).

תחושת יופי

בתרבויות שנות ישנו עיסוק במתמטיקה טהורה בלי קשר ליישומיה המעשיים, כמו למשל ביוון העתיקה, בה "עסקו במתמטיקה לשם היופי שבה". יופי מתמטי נחווה לעיתים גם מחוץ להקשר המתמטי. לדוגמה, ההנאה האסתטית שפיזיקאים תאורטיים נוטים לחוות מעיסוק בתורת היחסות הכללית של איינשטיין, יוחסה, (על ידי פול דיראק ואחרים) ליופי המתמטי שבה.
מידה מסוימת של הנאה מעריכת מניפולציות על מספרים וסמלים נדרשת כפי הנראה, בכל עיסוק במתמטיקה. בהתחשב בתועלת של מתמטיקה במדע ובהנדסה, לכל חברה טכנולוגית יש אינטרס לטפח הנאה אסתטית כזו, מבחינה פילוסופית, גם אם לא מבחינה מעשית.
יופי מתמטי נחווה כאשר אובייקטים מהמציאות הפיזית מנוסחים על ידי מודלים מתמטיים מופשטים: מתמטיקאים מפתחים שדה מתמטי שלם ללא כל יישום מעשי, ושנים מאוחר יותר, פיזיקאים מגלים שענפים מתמטיים מופשטים אלה מתאימים לתצפיות שלהם. לדוגמה, תורת החבורות שפותחה בתחילת המאה ה-19 אך ורק לשם פתירת משוואות פולינומיות, התגלתה כדרך היעילה ביותר לסווג חלקיקי היסוד – אבני הבניין של החומר. באותו אופן, הסתבר כי תורת הקשרים, ענף מתמטי אזוטרי, מספק תובנות חשובות בתורת המיתרים ובכבידה קוונטית לולאתית.
החוויה העזה ביותר של יופי מתמטי נחווית לרוב רק בעת עיסוק פעיל במתמטיקה. כמעט בלתי אפשרי ליהנות או להעריך מתמטיקה באופן פסיבי לגמרי, מאחר שבמתמטיקה אין "תפקיד" של צופה, קהל, או מאזין. 

יופי ופילוסופיה

חלק מהמתמטיקאים סבורים כי "עשיית מתמטיקה" קרובה יותר לגילוי מאשר להמצאה: 
יש מתמטיקאים שמאמינים כי התוצאות המפורטות והמדויקות של המתמטיקה הן אמיתות אשר אינן תלויות ביקום בו אנו חיים. הם טוענים למשל, כי התאוריה של המספרים הטבעיים תקפה תמיד, באופן שאינו דורש כל הקשר ספציפי. מתמטיקאים מסוימים הרחיבו את ההשקפה שהיופי המתמטי הוא אמת מוחלטת, לעיתים עד לכדי מיסטיקה. 
המתמטיקאים הפיתגורים האמינו במציאות של מספרים. גילוים של המספרים האי-רציונליים היה עבורם הלם, שכן הם האמינו שעצם קיומו של מספר שלא ניתן לבטא כיחס בין שני מספרים טבעיים פוגם בטבע. מנקודת מבט מודרנית, הגישה המיסטית שלהם למספרים עשויה להחשב נומרולוגיה. 
על פי הפילוסופיה האפלטונית העולם נחלק לשני חלקים נפרדים: העולם הפיזי, הנתפס באמצעות החושים ועולם ה"צורות" אשר ניתן להבנה אך ורק באמצעות השכל. עולם הצורות הוא עולם מופשט המכיל אידאות, אמיתות קבועות שביניהן המתמטיקה. אפלטון וממשיכיו האמינו כי העולם הפיזי הוא השתקפות של העולם המופשט והמושלם.