研究人員指出，這些「啊哈」時刻可能並不像看起來那麼自發。在《美國國家科學院院刊》發表的一項研究中，由加州大學默塞德分校的 Shadab Tabatabaeian 領導的團隊報告稱，問題解決者在宣布突破前幾分鐘會出現微妙且可測量的行為變化。這項研究的共同作者還包括加州大學默塞德分校的助理教授 Tyler Marghetis、印第安納大學的 Artemisia O’bi 以及 Netflix 和印第安納大學的 David Landy。研究顯示，洞察力似乎是「從無到有」出現的，但其實是在思考過程中，人們的運動、寫作和注意力轉移方式發生了變化。
為了捕捉洞察力在現實中的表現，研究團隊錄製了六位博士級數學家在面對 William Lowell Putnam 數學競賽中的難題時的過程。這場比賽持續六小時，包含十二道問題，通常情況下「大多數年份的中位數成績為 0 或 1 分（滿分 120 分）」。拍攝過程發生在辦公室和研討室中，研究人員手持粉筆，記錄了參與者的 4,600 多次即時互動，包括黑板上的「書寫」、指點、擦除和注意力的重新分配。隨後，他們確定了每一個參與者表達突如其來的領悟時刻（例如「哦，我明白了！」）。作者寫道，這些時刻通常伴隨著突然的動作和情感的驚叫，雖然並沒有阿基米德在古代西西里街頭赤裸奔跑時那樣戲劇化。
在這些情感的表達之前的幾分鐘，數學家的行為並不是一如往常。他們在想法之間的熟悉循環導致了新穎的聯繫，而他們的整體行為變得不那麼可預測。研究人員利用信息理論的工具量化了不確定性，發現「在表達洞察力之前，不確定性可靠地增加」。在對這些錄像的單獨分析中，他們報告指出，行為的不確定性在洞察力出現的兩分鐘前開始增加，並在洞察力出現後約一分鐘達到高峰，然後回到基線水平。他們寫道：「在洞察力出現的幾分鐘內，數學家在書寫過程中的注意力轉移形成了越來越多的前所未有的聯繫。這種聯想或組合思維是創造力的特徵，包括生物醫學研究和技術創新等科學領域……我們捕捉到了這一組合過程在數學家具體活動中逐步展開的過程。」
這項研究將這些不確定性的激增置於更廣泛的科學背景中。數學中的「啊哈」洞察力的突如其來，令人聯想到各種複雜系統中穩定狀態之間的關鍵轉變，包括運動控制、心理健康、自然生態系統以及全球氣候。該團隊「借用統計物理和理論生態學的理論與方法，試圖預示這些突發洞察的出現」。Marghetis 說：「這是一個只有在我們將非常不同的科學學科之間建立聯繫時才可能得出的發現。我們借鑒了生態學和物理學的思想，增加了信息理論的工具，並將它們與一世紀來的創造力心理學研究相結合。最終的發現屬於所有這些學科，但又不完全屬於任何一個學科。這是一個獨特的領域。」
儘管這項實驗主要集中在專家的數學證明上，但作者認為這種方法可以應用於任何思考留下可見痕跡的情境：無論是化學家草擬分子鍵、設計師迭代原型，還是藝術家探索形式。他們的模型顯示，那些「似乎從無到有」的洞察力是由數學家書寫和手勢方式的變化所預示的。他們建議，類似的前兆可能在其他創造性領域中也能被檢測到。
為什麼在突破前不確定性會上升？研究人員概述了幾種可能性。一段時間的停滯不前可能加劇挫折感並提高對新想法的開放性。人們可能會故意「實驗並打破傳統的研究路徑」，而「在生物學層面上，這種行為不確定性的增加可能反映了潛在大腦動力學的動蕩」。未來的研究可以調查突發的數學洞察是否與被認為專門負責數學思維的大腦區域的不穩定性有關。在目前的情況下，研究顯示，通過觀察問題解決者在思考過程中如何逐行移動、如何手勢表達，科學家們能夠開始捕捉到「啊哈」時刻的臨近。
