Bỏ qua điều hướng
•

Giáo sư Việt giải bài toán bế tắc suốt 55 năm

Giáo sư Việt giải bài toán bế tắc suốt 55 năm
Nguồn ảnh: VnExpress

Phạm Tuấn Huy và cộng sự gây kinh ngạc khi giải quyết nhanh chóng một bài toán đã bế tắc 55 năm, lấy ý tưởng từ bộ môn xiếc tung hứng.

Công trình do anh và nhà toán học Lisa Sauermann đăng tải trên nền tảng lưu trữ trực tuyến arXiv hồi tháng 2, với tiêu đề "On Graham’s rearrangement conjecture" (tạm dịch: Về giả thuyết sắp xếp lại của Graham). Bản chứng minh là tổng hợp của 4 bài báo, dài 27 trang, chính thức giải quyết câu hỏi mà nhà toán học nổi tiếng Ronald Graham đặt ra vào năm 1971.

Nội dung câu hỏi là: với một tập hợp ngẫu nhiên gồm các số nguyên khác nhau, không bao gồm số 0, liệu ta có thể luôn sắp xếp chúng sao cho khi lần lượt cộng hai số đầu tiên, rồi ba số đầu, bốn số đầu..., thì mọi "tổng riêng phần" thu được đều khác nhau hay không.

Nói theo ngôn ngữ của bộ môn tung hứng, điều này nghĩa là nếu mỗi quả bóng bay trên không trung trong khoảng thời gian khác nhau, liệu ta luôn có thể tìm ra một thứ tự tung bóng sao cho không có hai quả bóng nào rơi xuống cùng một nhịp, khiến màn trình diễn bị phá hỏng.

Điều Graham muốn biết là câu trả lời liệu vẫn là "có" nếu như các con số tồn tại trong một thế giới hữu hạn, lặp lại sau một số lần đếm nhất định, giống như số in trên mặt đồng hồ. Trong nhiều thập kỷ, không ai có thể chứng minh trực giác của Graham là đúng.

Huy và Sauermann có hứng thú với bài toán này từ tháng 9 năm ngoái, sau một hội nghị ở Đức. Cả hai bắt đầu bằng cách xáo trộn ngẫu nhiên tập hợp các con số và đề ra một quy trình để xử lý những dãy số có tổng bằng 0. Họ dùng một phương pháp đòi hỏi kỹ thuật cao gọi là "chống tập trung" (anti-concentration), từ đó chứng minh tồn tại cách sắp xếp tập hợp các con số thỏa mãn giả thuyết ban đầu.

Phương pháp này phức tạp tới nỗi nhà toán học Noah Kravitz ở Đại học Oxford (Anh), một trong những người từng giải mã một phần giả thuyết này, thừa nhận "chưa đủ can đảm để thực sự bắt tay vào thử nghiệm", theo Quanta Magazine.

Để chứng minh, bộ đôi sử dụng phép phân tích Fourier - một lĩnh vực cho phép biểu diễn các hàm số dưới dạng tổng của các sóng đơn giản - nhằm chứng minh rằng nhìn chung, khi cộng các tập hợp số ngẫu nhiên lại với nhau, không có tổng cụ thể nào có xác suất xuất hiện cao vượt trội. Cuối cùng, cả công trình đã chứng minh giả thuyết của Graham cho các tập hợp có kích thước bất kỳ.

Các nhà toán học từng nghiên cứu vấn đề này trước đó rất ngạc nhiên khi thấy vấn đề được giải quyết nhanh chóng như vậy.

"Họ có cách tiếp cận hoàn toàn khác biệt", theo Alp Müyesser, nhà toán học tại Đại học Oxford.

Phạm Tuấn Huy sinh năm 1996, hiện làm việc ở khoa Toán, Viện Công nghệ California (Caltech). Trong các nhà toán học người Việt ở Mỹ, Huy có lẽ là trường hợp hiếm hoi trở thành "Full professor" - giáo sư biên chế bậc cao nhất, ở tuổi 30.

Ở Mỹ có ba bậc giáo sư (Assistant professor, Associate professor, Full professor). Thông thường, các giảng viên mất 10-20 năm để đi tới bậc cuối. Trong khi đó, theo website của Caltech, Huy mới được bổ nhiệm giáo sư bậc 1 vào năm 2025, sau hai năm thỉnh giảng tại đây.

Thời ở trường Phổ thông Năng khiếu, Đại học Quốc gia TP HCM, Phạm Tuấn Huy hai lần giành huy chương vàng Olympic Toán quốc tế (IMO) vào năm 2013, 2014. Anh lấy bằng cử nhân Toán học và thạc sĩ Thống kê tại Đại học Stanford; thạc sĩ nghiên cứu cao cấp về Toán tại Đại học Cambridge. Khi đang là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Stanford năm 2023, anh nhận học bổng sau tiến sĩ cho các nhà toán học triển vọng từ Viện Toán học Clay danh giá.

Cộng sự của Huy - Lisa Sauermann, cũng là gương mặt nổi bật ở IMO, với 4 huy chương vàng. Cô 34 tuổi, hiện là giáo sư tại Viện Toán ứng dụng, Đại học Bonn (Đức). Hai nhà toán học đã quen biết nhau một thập kỷ, từ thời cùng học ở Stanford.

Phạm Tuấn Huy. Ảnh: Claymath

Phạm Tuấn Huy. Ảnh: Claymath

Khánh Linh tổng hợp

Nhà toán học Phạm Tuấn Huy cùng đồng nghiệp Lisa Sauermann vừa giải quyết thành công "Giả thuyết sắp xếp lại của Graham", một bài toán kinh điển đã thách thức giới toán học suốt 55 năm qua. Công trình nghiên cứu dài 27 trang được tổng hợp từ 4 bài báo công bố trên nền tảng arXiv hồi tháng 2. Thành tựu này chính thức khép lại câu hỏi hóc húa do nhà toán học nổi tiếng Ronald Graham đặt ra từ năm 1971 về tính chất của các tổng riêng phần trong một tập hợp số nguyên. Về bản chất, bài toán tìm kiếm phương án sắp xếp một tập hợp ngẫu nhiên các số nguyên khác 0 sao cho mọi tổng riêng phần thu được khi lần lượt cộng các phần tử đều hoàn toàn khác biệt. Để chinh phục giả thuyết này, nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp chống tập trung đòi hỏi kỹ thuật rất cao kết hợp cùng phép phân tích Fourier. Tiếp cận vấn đề theo một hướng hoàn toàn mới, họ đã chứng minh được tính đúng đắn của giả thuyết đối với các tập hợp có kích thước bất kỳ. Sự kiện này gây ngạc nhiên lớn cho cộng đồng quốc tế bởi tốc độ giải quyết nhanh chóng cùng tư duy đột phá của hai nhà khoa học. Nhiều chuyên gia từ Đại học Oxford nhận định phương pháp xử lý của bộ đôi vô cùng tinh vi và chứa đựng hàm lượng chuyên môn đỉnh cao. Việc vượt qua rào cản lý thuyết kéo dài nhiều thập kỷ đã khẳng định năng lực xuất sắc của đội ngũ nghiên cứu. Phạm Tuấn Huy sinh năm 1996, từng hai lần giành huy chương vàng Olympic Toán quốc tế khi còn là học sinh trường Phổ thông Năng khiếu thuộc Đại học Quốc gia TP HCM. Hiện anh đang công tác tại khoa Toán của Viện Công nghệ California và được bổ nhiệm chức danh Giáo sư biên chế bậc cao nhất ở tuổi 30 vào năm 2025. Đây là cột mốc ấn tượng đối với một tài năng trẻ khi thông thường các giảng viên phải mất từ 10 đến 20 năm để đạt tới cấp bậc này.