Nhà toán học 31 tuổi giải được bài toán thách thức giới nghiên cứu suốt 60 năm

HÀN QUỐC - Tạp chí Scientific American (Mỹ) mới đây đã xếp công trình của ông Baek Jin-eon vào Top 10 đột phá toán học năm 2025, theo công bố đăng ngày 4/1/2026.

Tiến sĩ Baek, 31 tuổi, hiện là nghiên cứu viên tại Trung tâm Thách thức Toán học June E. Huh, thuộc Viện Nghiên cứu Cao cấp Hàn Quốc (Korea Institute for Advanced Study - KIAS).

Bài toán nổi tiếng có tên “bài toán ghế sofa di chuyển” (moving sofa problem) đặt ra câu hỏi: Một vật thể cứng có diện tích lớn nhất là bao nhiêu mà vẫn có thể đi qua một góc vuông trong hành lang hình chữ L, với bề rộng cố định 1 mét?

Vấn đề này được nhà toán học Áo - Canada Leo Moser nêu ra lần đầu vào năm 1966. Nhờ cách đặt vấn đề trực quan, không đòi hỏi kiến thức toán học cao siêu, bài toán nhanh chóng trở nên phổ biến và xuất hiện trong nhiều giáo trình tại Mỹ.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu đã lần lượt đề xuất những hình dạng ngày càng “hiệu quả” hơn, thu hẹp dần phạm vi nghiệm có thể, song vẫn chưa ai chứng minh được đâu là giới hạn trên không thể vượt qua.

Năm 1968, nhà toán học người Anh John Hammersley đưa ra một hình có diện tích khoảng 2,2074m². Đến năm 1992, Giáo sư Joseph Gerver (Đại học Rutgers, Mỹ) đề xuất một hình cong phức tạp hơn, với diện tích xấp xỉ 2,2195m², và nhanh chóng trở thành ứng viên hàng đầu.

Tuy nhiên, suốt nhiều năm sau đó, vẫn chưa có chứng minh nào cho thấy không tồn tại một hình có diện tích lớn hơn.

Công trình của Baek Jin-eon nhằm giải quyết chính câu hỏi then chốt này.

Sau 7 năm nghiên cứu, cuối năm 2024, ông công bố một bài báo dài 119 trang trên nền tảng arXiv - nơi các nhà khoa học công bố công trình nghiên cứu trước khi được phản biện chính thức. Bài báo lập luận rằng hình dạng do Gerver đề xuất chính là giới hạn trên không thể vượt qua.

Khác với nhiều nghiên cứu trước đây vốn dựa nhiều vào các ước tính có hỗ trợ máy tính, Tiến sĩ Baek sử dụng lập luận logic thuần túy để chứng minh đây là phương án tối ưu nhất.

Chia sẻ về quá trình nghiên cứu, ông ví công việc của mình như quá trình liên tục xây dựng rồi phá bỏ các ý tưởng.

“Bạn cứ nuôi hy vọng, rồi lại tự tay phá vỡ nó, sau đó tiến lên bằng cách nhặt nhạnh những ý tưởng còn sót lại”, Tiến sĩ Baek nói trong một cuộc phỏng vấn với tạp chí điện tử của KIAS.

“Tôi vốn là người hay mơ mộng và với tôi, nghiên cứu toán học là sự lặp lại giữa mơ và tỉnh”, ông chia sẻ thêm.

Theo The Korea Herald, hiện bài báo của ông đang được thẩm định tại Annals of Mathematics, một trong những tạp chí toán học danh giá và khắt khe nhất thế giới.

Baek cho biết ông bị cuốn hút bởi bài toán này vì nó thiếu một khung lý thuyết rõ ràng.

“Bài toán ghế sofa này không có nhiều bối cảnh lịch sử, thậm chí ban đầu còn chưa rõ liệu đằng sau nó có một lý thuyết nào hay không. Tôi cố gắng kết nối nó với các ý tưởng sẵn có và biến nó thành một bài toán tối ưu hóa, từ đó xây dựng những công cụ phù hợp với câu hỏi đặt ra”, ông nói.

Theo Tiến sĩ Baek, những bài toán như vậy đòi hỏi rất nhiều thời gian. "Một bài toán cần thời gian dài để hình thành bối cảnh. Tôi cảm giác như mình vừa gieo một hạt giống nhỏ", ông chia sẻ.

Baek Jin-eon lấy bằng tiến sĩ tại Đại học Michigan, từng làm nghiên cứu viên tại Viện Khoa học Toán học Quốc gia Hàn Quốc. Ông giải được bài toán này khi mới 29 tuổi, trong thời gian làm nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Yonsei.

Tháng 8 năm ngoái, theo The Chosun Daily, Tiến sĩ Baek được lựa chọn trở thành Học giả Huh Joon-yi, một chương trình danh giá nhằm hỗ trợ các nhà toán học trẻ dưới 39 tuổi trong thời gian lên tới 10 năm. Hiện nay, ông đang tập trung nghiên cứu các bài toán tối ưu và nhiều thách thức khác trong lĩnh vực hình học tổ hợp.

Theo một cuộc phỏng vấn đăng tải trên website của Viện Khoa học Cơ bản Hàn Quốc (Institute for Basic Science), Tiến sĩ Baek lớn lên trong hoàn cảnh kinh tế khó khăn. Khi được hỏi vì sao vẫn kiên trì theo đuổi toán học thuần túy bất chấp những thách thức đó, ông chia sẻ: “Từ khi học lớp 3 hoặc lớp 4, tôi đã nhận ra rằng toán học có thể trở thành một con đường sự nghiệp. Kể từ đó, ước mơ của tôi luôn là trở thành một nhà toán học. Chính động lực ấy đã đưa tôi đi đến ngày hôm nay. Ngay cả khi chọn một nghề khác, tôi cũng không nghĩ mình có thể rời xa vẻ đẹp của toán học”.

Ông cũng cho biết, trong những năm học phổ thông, ông từng tìm hiểu về Trung tâm Giáo dục Tài năng Trực tuyến của KAIST và sau đó theo học tại một trường dành cho học sinh năng khiếu.

“Tôi đã nhận được rất nhiều sự hỗ trợ từ các thầy cô ở đó. Nhờ sự tận tâm và tử tế của họ, tôi mới có thể đi được đến hôm nay. Một ngày nào đó, tôi hy vọng có thể đóng góp, trao lại những giá trị mình đã nhận được”, Tiến sĩ Baek nói.

THEO VIETNAMNET