Định lý cuối cùng của Fermat là một trong những bài toán ly kỳ và hóc búa nhất trong lịch sử toán học thế giới, thách thức biết bao nhiêu bộ óc của các nhà toán học vĩ đại trong suốt hơn 350 năm. Cho đến năm 1995, nó đã được giải bởi nhà toán học người Anh là Andrew Wiles. Câu chuyện độc nhất vô nhị về Định lý cuối cùng của Fermat đã được nhà vật lí Simon Lehna Singh tái hiện lại trong cuốn sách Định Lý Cuối Cùng Của Fermat. Đây được xem là quyển sách viết về toán học dành cho đại chúng đầu tiên trở thành best-seller.
Lần này thì không ai có thể nghi
ngờ vào chứng minh được nữa. Hai bài báo, cả thảy gồm 130 trang, là những bản
thảo toán học được săm soi kỹ lưỡng nhất trong lịch sử và cuối cùng đã được
công bố trên tạp chí Annals of
Mathematics (tháng 5 năm 1995).
Lại một lần nữa Wiles thấy mình
được xuất hiện trên trang nhất của tờ New
York Times, nhưng lần này cái tít nổi bật “Một nhà toán học tuyên bố đã giải
được một câu đố kinh điển” đã phần nào bị che lấp bởi một thông tin khoa học
khác – “Việc tìm ra tuổi của Vũ trụ đã đặt ra một câu đố mới”. Trong khi các
nhà báo lần này ít mặn mà hơn với Định lý cuối cùng của Fermat, thì các nhà
toán học đã không thể làm ngơ trước tầm quan trọng đích thực của chứng minh. “Về
phương diện toán học, chứng minh cuối cùng này của Wiles tương đương với phát
minh ra sự phân chia hạt nhân hoặc tìm ra cấu trúc AND”, John Coates tuyên bố.
“Chứng minh của Định lý Fermat là một chiến công vĩ đại của trí tuệ và người ta
không thể làm ngơ trước một thực tế là nó đã tạo ra một cuộc cách mạng trong lý
thuyết số. Đối với tôi, sự duyên dáng và vẻ đẹp trong công trình của Wiles là ở
chỗ nó đã tạo một bước tiến khổng lồ đối với lý thuyết số đại số.”
Trong cuộc “lưu đày” tám năm trời,
Wiles đã thực sự thu thập tất cả những đột phá trong lý thuyết số của thế kỷ XX
và gộp chúng vào chứng minh toàn năng của mình. Ông đã tạo ra được những kỹ thuật
hoàn toàn mới và kết hợp chúng với những kỹ thuật truyền thống theo cách chưa
bao giờ được xem là khả thi. Khi làm như vậy, ông đã mở ra những đường hướng mới
trong việc công phá cả một đội quân những bài toán khác. Theo Ken Ribet, chứng
minh của Wiles là sự tổng hợp hoàn hảo của toán học hiện đại và một khát vọng
cho tương lai: “Tôi nghĩ rằng nếu bạn bị lạc trên một hòn đảo hoang vu và chỉ
có một bản thảo của chứng minh đó trong tay, thì bạn đã có đủ thức ăn cho trí
tuệ của mình. Bạn có thể thấy ở đó tất cả những ý tưởng chủ đạo của lý thuyết số.
Lật giở trang đầu bạn sẽ thấy sự xuất hiện thấp thoáng một định lí cơ bản nào
đó của Deligne, rồi lật sang một trang khác một cách tình cờ, bạn sẽ lại gặp một
định lý của Hellegouarch – tất cả những cái đó đều được vẫy gọi vào cuộc chơi
và được dùng chốc lát trước khi chuyển sang một ý tưởng tiếp sau”.
Trong khi các nhà báo khoa học hết
lời ca ngợi chứng minh của Wiles đối với Định lý cuối cùng của Fermat, thì một
số ít trọng họ cũng bình luận về chứng minh giả thuyết Taniyama – Shimura, giả
thuyết đã có mối liên hệ khăng khít với Định lý Fermat. Một số ít trong họ cũng
nhắc tới đóng góp của Yutaka Taniyama và Goro Shimura, hai nhà toán học Nhật Bản,
những người từ những năm 1950 đã gieo những hạt mầm đầu tiên cho công trình của
Wiles. Mặc dù Taniyama đã tự sát hơn ba mươi năm trước, nhưng đồng nghiệp của
ông là Shimura thì hiện vẫn còn sống và được chứng kiến giả thuyết của mình đã
được chứng minh. Khi được hỏi phản ứng của ông đối với chứng minh, Shimura cười
hiền lành và vẫn theo phong thái điềm đạm và đàng hoàng, ông chỉ nói: “Thì tôi
đã nói với anh rồi”. Giống như nhiều đồng nghiệp của mình, Ken Ribet cảm thấy rằng
việc chứng minh được giả thuyết Taniyama – Shimura đã làm biến đổi toán học: “Có
một ảnh hưởng quan trọng về mặt tâm lý: giờ đây mọi người sẽ mạnh dạn đương đầu
với những bài toán khác, mà trước kia họ nhút nhát không dám. Quang cảnh giờ
đây cũng đã khác, ở chỗ bạn biết rằng tất cả các phương trình eliptic đều là
modular và ngược lại. Bạn cũng có một viễn cảnh khác về những gì sẽ diễn ra, bạn
sẽ cảm thấy ít nhút nhát hơn với ý nghĩ phải làm việc với các dạng modular, bởi
vì giờ đây về cơ bản bạn sẽ làm việc với các phương trình eliptic. Và, tất
nhiên, khi bạn viết một bài báo về các phương trình eliptic, thay vì nói rằng: “Chúng
ta không biết gì, và do đó sẽ tạm cho rằng giả thuyết Taniyama – Shimura là
đúng và do đó điều này và điều kia cần phải đúng. Đó là một trải nghiệm dễ chịu
hơn nhiều”.
Thông qua giả thuyết Taniyama –
Shimura, Wiles đã thống nhất được thế giới eliptic với thế giới modular và khi
làm như vậy ông đã cung cấp cho toán học một con đường tắt cho nhiều chứng minh
khác – những bài toán trong một lĩnh vực này có thể được giải bằng sự tương tự
với những bài toán trong lĩnh vực song song với nó. Các bài toán eliptic cổ điển
còn chưa có lời giải từ thời cổ Hy Lạp giờ đây có thể được xem xét lại bằng
cách dùng tất cả những công cụ và kỹ thuật modular đã có sẵn.
Thậm chí quan trọng hơn nữa là
Wiles đã thực hiện được bước đầu tiên trong sơ đồ thống nhất rộng lớn hơn của
Langlands, tức chương trình Langlands. Giờ đây đã có những nỗ lực mới trong nhằm
chứng minh những giả thuyết có tính thống nhất khác giữa các lĩnh vực khác của
toán học. Tháng 3 năm 1996, Wiles đã cùng Langlands chia sẻ giải thưởng Wolf trị
giá 100.000 đôla (không nên nhầm lẫn với giải thưởng Wolfkehl). Hội đồng trao
giải thưởng Wolf đã thừa nhận rằng ngoài việc chứng minh của Wiles bản thân nó
đã là một kỳ tích đáng kinh ngạc, nó còn thổi sức sống cho sơ đồ đầy tham vọng
của Langlands. Đây là một đột phá mở đường đưa toán học bước vào thời đại hoàng
kim giải các bài toán.
Tiếp theo những năm tháng đầy bối
rối và bất định, cộng đồng toán học giờ đây đã có thể hãnh diện. Bất cứ một hội
nghị hay hội thảo nào đều có một phiên dành cho chứng minh của Wiles và thậm
chí ở Boston các nhà toán học còn tổ chức một cuộc thi thơ hài hước để ghi nhớ
thời điểm lịch sử này.
-------
Hình ảnh: Nguyễn Thụy Việt Anh - Bookademy
Theo dõi fanpage của Bookademy để cập nhật các thông tin
thú vị về sách tại link: Bookademy
Bạn đam mê viết lách,
yêu thích đọc sách và muốn lan tỏa văn hóa đọc tới cộng đồng của YBOX.VN? Đăng ký để trở thành CTV Bookademy tại
link: http://bit.ly/bookademy_ctv
(*) Bản quyền bài viết thuộc về Bookademy -
Ybox. Khi chia sẻ hoặc đăng tải lại, vui lòng trích dẫn nguồn đầy đủ "Tên
tác giả - Bookademy." Các bài viết trích nguồn không đầy đủ cú pháp đều
không được chấp nhận và phải gỡ bỏ.
Những con số hoàn hảo Số đầy đủ. Số vô tỉ. Những con số thân thiện Những con số tưởng tượng Số âm.Phương pháp giảm vô hạn. Ai biết toán học có thể mô tả trái tim tốt đến vậy? Tôi nghĩ điều tôi thích nhất ở cuốn sách này là tôi thực sự có thể hiểu được 60% nội dung của nó. Với 40% còn lại, tôi tiến hành bằng đức tin. Nghĩ mà xem, những tỷ lệ phần trăm đó đúng cho đến hết cuộc đời tôi. Đôi khi cách tốt nhất của bạn là tìm một cuốn sách toán hay. Hai cộng hai là bốn. Ở đây và ở nơi xa nhất của vũ trụ. Câu trả lời là như nhau. Chúa ơi, điều đó thật yên tâm.
Một định lý toán học rất đơn giản để hiểu nhưng việc chứng minh nó đã khiến các nhà toán học phải loay hoay trong hơn 3 thế kỷ. Câu chuyện bắt đầu với Andrew Wiles, người đã chấm dứt sự chờ đợi vô tận này. Nhưng phạm vi của câu chuyện còn lớn hơn nhiều. Những câu chuyện tình yêu, những bi kịch, những khoảnh khắc rực rỡ, những khoảnh khắc đầy cảm hứng, những khoảnh khắc tình cờ, tất cả đều đan xen vào nhau một cách kỳ diệu để giải đáp bí ẩn này.
Fermat có thực sự có một bằng chứng rõ ràng không? Nếu anh ta có nó với những công cụ sẵn có vào thời đó thì nó vẫn còn là một điều bí ẩn. Simon Singh mang đến cho chúng ta câu chuyện tuyệt vời này một cách xuất sắc.