Huyền thoại toán học Shing Tung Yau: Từ cậu bé nghèo đến "kiến trúc sư" không gian 10 chiều
Shing Tung Yau (Khâu Thành Đồng), nhà toán học gốc Hoa đầu tiên giành giải Fields, là một trong những bộ óc vĩ đại nhất của kỷ nguyên hiện đại. Từ một đứa trẻ suýt chết đói trong cảnh bần hàn tại Hong Kong, ông đã vươn lên trở thành giáo sư tại Đại học Harvard và giải quyết những bài toán hóc búa nhất của nhân loại như giả thuyết Calabi. Những đóng góp của ông không chỉ định hình lại hình học vi phân mà còn đặt nền móng cho lý thuyết dây, mở ra cánh cửa hiểu biết về cấu trúc của vũ trụ.
Trong thế giới toán học đương đại, tên tuổi của Shing Tung Yau được ví như một tượng đài bất hủ, một người đã bắc nhịp cầu hoàn hảo giữa những con số khô khan và các quy luật vật lý trừu tượng. Cuộc đời ông là một bản anh hùng ca về ý chí, đi từ bóng tối của sự nghèo đói cùng cực đến ánh hào quang của những giải thưởng danh giá nhất hành tinh. Không chỉ là một nhà khoa học thuần túy, Yau còn là một nhà tư tưởng, một người dẫn đường cho các thế hệ học giả trẻ trên con đường chinh phục tri thức nhân loại.Tuổi thơ bần hàn và những bài học triết học đầu đời
Sinh năm 1949 tại Quảng Đông, Trung Quốc, Shing Tung Yau là con thứ năm trong một gia đình có tới tám anh chị em. Cuộc đời ông sớm nếm trải những biến động lịch sử khi cả gia đình phải di cư sang Hong Kong khi ông mới chỉ được vài tháng tuổi. Cha ông, một nhà kinh tế học và triết gia, giảng dạy tại một trường cao đẳng tiền thân của Đại học Trung văn Hong Kong (CUHK). Tuy nhiên, địa vị trí thức của người cha không giúp gia đình thoát khỏi cảnh nghèo khó đến mức bần cùng. Trong ký ức của nhà toán học lừng danh, những ngày tháng thơ ấu gắn liền với sự thiếu thốn bủa vây. Gia đình ông sống trong một ngôi nhà tạm bợ ở vùng ngoại ô, nơi khái niệm về điện hay nước sinh hoạt là một điều xa xỉ. "Gia đình chúng tôi rất nghèo, ban đầu gần như chết đói", ông từng chia sẻ đầy cay đắng về quãng thời gian ấy. Cậu bé Yau khi đó thường xuyên trốn học, cầm đầu một nhóm trẻ lang thang khắp các ngõ ngách, nhưng điều kỳ lạ là ông chưa bao giờ bỏ lỡ bất kỳ bài tập nào mà cha giao phó tại nhà. Dù sống trong cảnh túng quẫn, ngôi nhà của gia đình Yau luôn tràn ngập không khí học thuật. Cha ông thường xuyên mời các sinh viên đến nhà để tranh luận về triết học và văn học. Chính những buổi thảo luận xuyên đêm này đã gieo mầm cho khả năng tư duy trừu tượng của Yau. Ngay từ khi 10 tuổi, ông đã được cha dạy những bài thơ cổ và các tác phẩm văn học dài, giúp ông rèn luyện trí nhớ và khả năng suy luận logic – những công cụ quan trọng cho sự nghiệp toán học sau này. Biến cố lớn nhất ập đến khi Yau mới 14 tuổi: cha ông đột ngột qua đời. Mất đi trụ cột gia đình, kinh tế nhà ông rơi vào cảnh kiệt quệ hoàn toàn. Mẹ ông phải làm lụng vất vả, đan móc từng món hàng thủ công để kiếm tiền nuôi đàn con thơ. Chính trong nghịch cảnh đó, Yau đã thực sự trưởng thành. Ông bắt đầu vùi đầu vào những cuốn sách triết học và toán học mà cha để lại, coi đó là di sản quý giá nhất. Để phụ giúp mẹ, ông vừa duy trì việc học xuất sắc, vừa đi làm gia sư để trang trải từng bữa cơm cho gia đình.Nhà toán học Shing Tung Yau. Ảnh: SCMP
Bước ngoặt từ những chuyến bay vay mượn
Năng khiếu thiên bẩm của Shing Tung Yau bộc lộ rực rỡ khi ông theo học tại Đại học Trung văn Hong Kong vào năm 1965. Ông sở hữu một sức học đáng kinh ngạc, có thể vượt qua các kỳ thi chuyên ngành mà không cần lên lớp nghe giảng. Tài năng này đã lọt vào mắt xanh của Stephen Salaff, một giảng viên người Mỹ. Nhận thấy Hong Kong lúc bấy giờ quá nhỏ bé so với tiềm năng của học trò, Salaff đã thuyết phục Yau sang Đại học California, Berkeley (Mỹ) để làm tiến sĩ. Cuộc hành trình sang Mỹ của chàng trai trẻ gốc Hoa không hề trải đầy hoa hồng. Để có tiền mua vé máy bay sang San Francisco năm 1969, Yau đã phải chạy vầy vay mượn từ bạn bè và người thân. Với khoản học bổng 300 USD mỗi tháng từ Tập đoàn IBM, ông vẫn thắt lưng buộc bụng, gửi một nửa số tiền về quê nhà để nuôi mẹ và các em. Sự hy sinh và nỗ lực không ngừng nghỉ đó đã trở thành động lực để ông vùi mình vào thư viện suốt những kỳ nghỉ Giáng sinh, thay vì đi du lịch hay về thăm nhà như bạn bè đồng trang lứa. Tại Berkeley, Yau bắt đầu bị mê hoặc bởi vẻ đẹp của hình học vi phân. Dưới sự dẫn dắt của những bậc thầy như Charles Bradfield Morrey Jr., ông nhận ra rằng không gian không chỉ là những thực thể tĩnh lặng mà chúng sở hữu những độ cong, những cấu trúc toán học tinh vi có thể giải mã được bí mật của vũ trụ."Tôi thấy hình học rất thanh lịch và đẹp đẽ. Tôi rất hào hứng với việc không gian có thể có độ cong và làm thế nào để nắm bắt được chúng", Shing Tung Yau từng bộc bạch khi nhận Huân chương Khoa học quốc gia Mỹ.Sự nghiệp học thuật của ông thăng tiến với tốc độ chóng mặt. Chỉ trong vòng 2 năm, Yau đã hoàn thành luận án tiến sĩ và công bố ba bài báo khoa học quan trọng. Tên tuổi của ông bắt đầu được giới toán học quốc tế chú ý khi ông gia nhập Viện Nghiên cứu cao cấp tại Princeton – nơi từng là "ngôi nhà" của Albert Einstein.
Ông Yau thời trẻ. Ảnh: Website UC Berkeley
Giải mã giả thuyết Calabi và nền tảng vật lý hiện đại
Đỉnh cao trong sự nghiệp của Shing Tung Yau chính là việc chứng minh thành công giả thuyết Calabi vào năm 1976. Trước đó, cộng đồng toán học thế giới hầu như tin rằng bài toán này là "bất khả thi". Giả thuyết này liên quan đến sự tồn tại của một loại không gian đa tạp phức có những đặc tính hình học đặc biệt. Với năng lực kỹ thuật phi thường, Yau đã chứng minh được điều mà nhiều người đã bỏ cuộc. Thành tựu này không chỉ có ý nghĩa thuần túy về toán học mà còn gây chấn động trong giới vật lý lý thuyết. Khoảng 10 năm sau đó, công trình của ông trở thành nền tảng cốt lõi cho lý thuyết dây – một ứng cử viên sáng giá cho "lý thuyết vạn vật". Các nhà vật lý nhận ra rằng những không gian 6 chiều ẩn giấu trong vũ trụ 10 chiều có thể được mô tả bằng cấu trúc mà ngày nay gọi là không gian Calabi-Yau. Bên cạnh giả thuyết Calabi, Shing Tung Yau còn để lại dấu ấn đậm nét qua nhiều công trình khác:- Chứng minh giả thuyết khối lượng dương trong thuyết tương đối rộng của Einstein.
- Giải quyết các phương trình Monge-Ampère thực và phức, mở ra hướng đi mới cho hình học đại số.
- Đóng góp quan trọng trong lĩnh vực tôpô học, hình học lồi và phân tích số.
- Phát triển các công cụ toán học ứng dụng trong kỹ thuật và xử lý hình ảnh y tế.
Chủ nhân giải Fields và sứ mệnh chấn hưng toán học
Năm 1982, ở tuổi 33, Shing Tung Yau chính thức bước vào ngôi đền của những huyền thoại khi được trao tặng giải Fields – giải thưởng được coi là "Nobel Toán học". Ông là người gốc Hoa đầu tiên nhận được vinh dự này, mở đường cho một thế hệ các nhà khoa học châu Á tự tin bước ra thế giới. Danh sách các giải thưởng của ông sau đó tiếp tục nối dài với giải Wolf (2010), giải Crafoord (1994) và giải Shaw (2023). Sau hơn 3 thập kỷ gắn bó với Đại học Harvard trên cương vị Giáo sư danh dự William Caspar Graustein, Yau đã đưa ra một quyết định gây bất ngờ cho giới học thuật Mỹ: hồi hương về Trung Quốc vào năm 2022. Ông chọn Đại học Thanh Hoa làm điểm dừng chân tiếp theo để thực hiện giấc mơ lớn nhất cuộc đời mình – đưa Trung Quốc trở thành cường quốc toán học hàng đầu thế giới. Khát vọng của ông không chỉ dừng lại ở các con số. Ông đã dốc toàn lực để xây dựng hệ thống các viện nghiên cứu và đào tạo:- Thành lập Viện Khoa học Toán học tại Đại học Trung văn Hong Kong.
- Sáng lập Trung tâm Toán học Morningside thuộc Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc.
- Xây dựng các trung tâm toán học tại Đại học Chiết Giang và Đại học Quốc gia Đài Loan.
- Dẫn dắt Học viện Qiuzhen tại Đại học Thanh Hoa để bồi dưỡng các thần đồng toán học trẻ tuổi.