Hành trình làm nên lịch sử của người phụ nữ giành giải ‘Nobel Toán học’

Nghiên cứu của giáo sư Mỹ Karen Keskulla Uhlenbeck đã dẫn đến những tiến bộ mang tính cách mạng ở giao điểm của toán học và vật lý.

Lần đầu tiên trong lịch sử, giải thưởng Abel danh giá (thường được coi là “ Nobel Toán học”) sẽ được trao cho một phụ nữ. Đó là Karen Keskulla Uhlenbeck, giáo sư Đại học Texas tại Austin (Mỹ).

Theo Tech Times, Hans Graver, chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học Na Uy đã công bố chủ nhân giải thưởng năm 2019 vào hôm thứ ba 19/3 tại Oslo. Giáo sư Uhlenbeck dự kiến nhận vinh dự này tại lễ trao giải ngày 21/5, có sự tham gia của vua Harald, Na Uy.

Bà Uhlenbeck được công nhận nhờ thành tựu tiên phong về phương trình vi phân riêng phần, lý thuyết trường chuẩn cùng tác động của chúng đối với lĩnh vực giải tích, hình học và vật lý toán học. Những công trình nghiên cứu của bà được mô tả là quan trọng bậc nhất trong lĩnh vực toán học của thế kỷ 20.

Karen Keskulla Uhlenbeck, người phụ nữ đầu tiên dành giải Abel toán học. Ảnh: CNN

Caroline Series, giáo sư toán tại Đại học Warwick ở Coventry, Vương quốc Anh, đồng thời là chủ tịch của Hiệp hội toán học London chia sẻ trên tạp chí Science: “Nhìn thấy một phụ nữ đạt được thành tựu này, người cống hiến cả cuộc đời cho công việc đặc biệt là nghiên cứu toán học, người tạo ra sự khác biệt đối với sự phát triển của lĩnh vực này trong 40 năm qua, điều đó vô cùng có ý nghĩa”.

Nữ giáo sư 76 tuổi đã dành phần lớn sự nghiệp của mình ở Đại học Texas tại Austin. Sự nghiệp kéo dài hàng thập kỷ của Uhlenbeck trải dài trên nhiều lĩnh vực, bao gồm vật lý, hình học và lý thuyết lượng tử.

Một trong những đóng góp lớn nhất của Uhlenbeck là lý thuyết về toán học được lấy cảm hứng từ bong bóng xà phòng. Diện tích bề mặt cong, mỏng của bong bóng xà phòng là ví dụ về “bề mặt tối thiểu”, một bề mặt tự sắp xếp thành hình dạng chiếm ít diện tích nhất. Xem xét cách các bề mặt này hoạt động có thể giúp nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về một lượng lớn hiện tượng khoa học.

Trong quá trình tìm hiểu bong bóng xà phòng, Uhlenbeck đã đi tiên phong trong lĩnh vực giải tích hình học (geometric analysis). Lĩnh vực này không tồn tại khi Uhlenbeck bắt đầu chương trình sau đại học vào giữa những năm 1960, nhưng mối liên kết giữa giải tích và tô pô học (topology, ngành toán học liên quan đến sự biến dạng, sự xoắn và sự kéo dãn) đã manh nha xuất hiện. Đến đầu những năm 1980, Uhlenbeck và các cộng sự đã tạo ra những bước đột phá về “bề mặt tối thiểu” nhờ kết hợp sức mạnh giữa giải tích và hình học.

Sinh năm 1942, là con của một kỹ sư và một nghệ sĩ, Uhlenbeck có sở thích leo núi và quyết tâm học lướt sóng ở tuổi 40. Ngày bé, bà rất mê đọc sách và quan tâm đến mọi thứ xung quanh. Trong cuộc phỏng vấn năm ngoái với Celebratio Mathematica, bà mô tả bản thân: “Tôi luôn bồn chồn, muốn biết chuyện gì đang diễn ra và đặt rất nhiều câu hỏi”.

Ban đầu, Uhlenbeck học chuyên ngành vật lý với tư cách là sinh viên hệ cử nhân của Đại học Michigan. Tuy nhiên, sự thiếu kiên nhẫn với công việc trong phòng thí nghiệm và tình yêu toán học ngày càng lớn đã khiến bà quyết định đổi ngành. Dù vậy, niềm đam mê suốt đời dành cho vật lý vẫn không hề thay đổi, nhiều vấn đề nghiên cứu của Uhlenbeck về sau đều liên quan đến vật lý.

“Nghiên cứu của Uhlenbeck đã dẫn đến những tiến bộ mang tính cách mạng ở giao điểm của toán học và vật lý. Những hiểu biết tiên phong của bà có thể được ứng dụng trên một loạt chủ đề hấp dẫn, từ lý thuyết dây đến hình học không – thời gian”, Paul Goldbart, trưởng khoa Khoa học tự nhiên thuộc Đại học Texas tại Austin nhận xét.

Bà Uhlenbeck là tấm gương dành cho phụ nữ trẻ muốn theo đuổi sự nghiệp khoa học. Ảnh: Wikipedia

Uhlenbeck chính là người đầu tiên giới thiệu các công cụ giải tích vào hình học vi phân và cả việc nghiên cứu các phương trình Yang-Mills, một trong những lý thuyết trường chuẩn (gauge theory) quan trọng nhất thế kỷ 20. “Người tiên phong là từ thích hợp dành cho bà ấy”, nhà toán học Alice Chang của Đại học Princeton, thành viên ủy ban trao giải Abel nhận xét về Uhlenbeck.

Trong cuộc đời hoạt động khoa học, Uhlenbeck từng nhận học bổng MacArthur danh giá, thường được gọi là “giải thưởng thiên tài”, Huân chương Khoa học Quốc gia năm 2000 và Giải thưởng Steele năm 2007.

Uhlenbeck không chỉ là một nhà toán học đáng kính, bà còn khuyến khích người trẻ, đặc biệt là phụ nữ tham gia vào lĩnh vực này. Đầu những năm 1990, Uhlenbeck góp công thành lập Viện Toán học Park City ở Utah, một trong những chương trình “tích hợp dọc” đầu tiên, tập hợp các giáo viên, sinh viên xuất sắc, nghiên cứu sinh và nhà nghiên cứu.

Sau đó, Uhlenbeck và nhà toán học Chuu-Lian Terng ở Đại học California, Irvine đã thành lập một chương trình cố vấn, ban đầu liên kết với nhóm Park City nhưng dần phát triển thành Chương trình Phụ nữ và Toán học (WAM) tại Viện Nghiên cứu Cao cấp (IAS) ở Princeton. WAM hy vọng sẽ giải quyết sự mất cân bằng về số lượng nam giới và nữ giới trong lĩnh vực toán học.

Song song với hoạt động tích cực của Uhlenbeck, nền toán học cũng có nhiều chuyển biến. Khi Uhlenbeck lấy bằng tiến sĩ năm 1968, số lượng nữ giáo sư toán tại các trường đại học hàng đầu nước Mỹ chỉ đếm trên đầu ngón tay. Giờ đây, con số vẫn còn khá ít nhưng đang ngày một tăng.

Năm 2014, Huy chương Fields, giải thưởng uy tín nhất dành cho các nhà toán học từ 40 tuổi trở xuống, lần đầu tiên vinh danh một phụ nữ, bà Maryam Mirzakhani tại Đại học Stanford, người đã qua đời năm 2017. Năm 2019, lịch sử lại gọi tên Karen Keskulla Uhlenbeck cho giải thưởng Abel, vốn luôn dành cho nam giới trong suốt 16 mùa giao giải trước đây.

Giải Nobel không có lĩnh vực toán học. Trong nhiều thập kỷ, giải thưởng toán học có uy tín nhất là Huy chương Fields, nhưng chỉ giới hạn cho các nhà toán học 40 tuổi hoặc trẻ hơn và được trao bốn năm một lần.

Giải Abel, lần đầu được trao vào năm 2003, tôn vinh một cuộc đời cống hiến cho toán học và đánh giá tầm ảnh hưởng của nhà toán học. Giải được đặt theo tên nhà toán học người Na Uy Niels Hendrik Abel, trị giá 6 triệu kroner Na Uy (704.000 USD).

Những người đoạt giải trước đây gồm Andrew J. Wiles, nhà toán học đang làm việc tại Đại học Oxford, người đã chứng minh được Định lý cuối cùng của Fermat; Peter D. Lax của Đại học New York; John F. Nash Jr., người mà cuộc đời đã được phỏng thành bộ phim “A Beautiful Mind”.

Năm 2018, giải Abel được trao cho nhà toán học người Mỹ gốc Canada Robert P. Langlands. “Chương trình Langlands” do ông đề ra năm 1967 được lưu hành giữa các nhà toán học, là nền tảng của những thành tựu lớn trong nửa thế kỷ qua.

Thùy Linh

Theo VNE