Tạp chí Thông tin toán học - Tập 4 Số 3 Tháng 9 Năm 2000
Fermat như bị mê hoặc trước sự quyến rũ của những con số. Ông tìm thấy cái đẹp và ý nghĩa ở đó. Trong Lý thuyết số ông đã nêu lên một số định lý.
Trong số những bản dịch các tác phẩm cổ điển ra tiếng Latinh mà Fermat yêu quý có cuốn Số học (Arithmetica) của nhà toán học Hy Lạp Diophantus sống ở Alexandria vào thế kỷ thứ III sau công nguyên. Vào khoảng năm 1637, Fermat đã viết trên lề cuốn sách này, ngay cạnh bài toán phân tích một số chính phương thành tổng của 2 số chính phương, mấy dòng chữ La tinh:
g Hệ thống Euler. Anh muốn biết, dù chỉ để thỏa mãn sự tò mò của cá nhân mình, tại sao anh đã thất bại. Tại sao lại không có Hệ thống Euler ở đó? Anh muốn xác định chính xác chi tiết kỹ thuật nào đã làm cho toàn bộ vấn đề đổ bể. Anh thấy rằng dù phải từ bỏ chứng minh của mình thì chí ít anh cũng phải có đ−ợc câu trả lời là tại sao mình đã sai. Wiles nghiên cứu các bài báo nằm tr−ớc mặt mình, tập trung cố gắng cao độ khoảng chừng hai m−ơi phút. Và chính lúc đó anh đã thấy đ−ợc chính xác vì sao mình lại không thể hoàn tất đ−ợc công việc. Cuối cùng anh cũng đã hiểu đ−ợc mình sai ở khâu nào. “Đó là thời điểm quan trọng nhất trong toàn bộ cuộc đời nghiên cứu của tôi”, sau này anh mô tả lại cảm giác của mình. “Đột nhiên, hoàn toàn bất ngờ đến mức khó mà tin đ−ợc, tôi đã có đ−ợc khám phá tuyệt vời. Không có điều gì mà tôi làm sẽ... ". Chính lúc đó những giọt n−ớc mắt đã trào ra và Wiles nghẹt thở vì xúc động. Điều Wiles phát hiện ra đ−ợc vào cái thời điểm định mệnh ấy là “tuyệt diệu không sao tả nổi, thật đơn giản làm sao và cũng thanh tao làm sao... đến nỗi tôi bắt đầu chuyển sang không tin”. Wiles đã phát hiện ra rằng điều làm cho Hệ thống Euler không dùng đ−ợc trong chứng minh lại chính là điều làm cho ph−ơng pháp Lý thuyết hoành Iwasawa mà anh đã bỏ bẵng đi 3 năm tr−ớc đây lại áp dụng đ−ợc. Wiles nhìn chằm chằm vào bài báo của mình một lúc lâu. Chắc chắn là mình đang mơ, anh nghĩ vậy. Điều này tuyệt diệu đến mức khó tin là đúng. Sau đó anh nói rằng một điều tuyệt vời giản đơn nh− vậy thì rất có thể nó sai. Nh−ng một phát hiện quan trọng và tuyệt vời đến thế thì nó cần phải đúng. Wiles đi đi lại lại trong phòng suốt mấy tiếng đồng hồ. Anh không rõ mình tỉnh hay mơ. Chốc chốc anh trở lại bàn làm việc của mình để xem xem điều phát hiện kỳ diệu của anh có còn ở đó không - nó vẫn còn đó. Anh về nhà và đi ngủ trong tâm trạng đầy suy t− về điều vừa khám phá. Biết đâu sáng mai anh lại phát hiện ra một lỗi nào đó trong b−ớc lập luận mới 10 này. Một năm chịu sức ép từ cả thế giới, một năm mà hết cố gắng này đến cố gắng khác đều thất bại đã làm lung lay niềm tin của Wiles. Anh trở lại bàn làm việc cơ quan của mình vào buổi sáng hôm sau và cái viên ngọc kỳ lạ mà anh vừa tìm thấy hôm qua vẫn còn nằm đó, nó đang đợi chờ anh. Wiles đã viết ra một cách chi tiết chứng minh của mình có sử dụng ph−ơng pháp Lý thuyết hoành Iwasawa. Cuối cùng, mọi thứ đã đ−ợc đặt vào đúng chỗ. Cách tiếp cận mà anh đã sử dụng 3 năm tr−ớc đây là đúng. Anh nhận ra đ−ợc điều này vì thấy rằng con đ−ờng của Flach và Kolyvagin mà anh đã chọn là không phù hợp. Bản thảo đã sẵn sàng để gửi đi. Trong tâm trạng rất phấn chấn, Andrew Wiles ngồi vào bàn máy tính và gửi thông điệp điện tử qua mạng internet đến nhiều nhà toán học trên khắp thế giới: “Hãy đợi b−u phẩm phát chuyển nhanh trong vài ngày tới”. Nh− đã hứa với bạn mình là Richard Taylor, ng−ời đã từ Anh sang để giúp anh sửa chữa chứng minh, bài báo mới với phần hiệu đính Lý thuyết Iwasawa đã mang tên cả hai ng−ời, mặc dù Wiles đạt đ−ợc kết quả này sau khi Taylor đã về n−ớc. Trong mấy tuần sau đó, các nhà toán học đã nhận đ−ợc bài hiệu đính của Wiles cho các báo cáo mà anh đã trình bày ở Cambridge và họ đã duyệt kỹ tất cả các chi tiết. Không ai tìm thấy một lỗi lầm nào nữa. Lần này, theo cách thông lệ, Wiles gửi công trình đã đ−ợc hoàn tất của mình đi công bố. Thay vì nh− đã làm tại Cambridge một năm r−ỡi tr−ớc, anh gửi bài báo đến tạp chí toán học chuyên ngành, the Annals of Mathematics, nơi mà các bài báo có thể đ−ợc nhiều nhà toán học xem xét kỹ càng. Quá trình đánh giá kéo dài vài tháng và lần này ng−ời ta không tìm thấy một sai sót nào. Số tạp chí Tháng 5 năm 1995 đăng nguyên văn báo cáo của Wiles đã trình bày tại Cambridge cùng với bài hiệu đính của Taylor và Wiles. Đến đây, Định lý cuối cùng của Fermat đã hoàn toàn đ−ợc chứng minh. Có đúng là Fermat đã chứng minh đ−ợc? Andrew Wiles mô tả chứng minh của mình nh− là “phép chứng minh của thế kỷ XX”. Quả vậy, Wiles đã sử dụng các công trình của nhiều nhà toán học thế kỷ XX. Anh cũng đã sử dụng kết quả của các nhà toán học tiền bối. Tất cả những yếu tố cơ bản trong công trình của Wiles đều bắt nguồn từ kết quả của những ng−ời khác, rất nhiều ng−ời khác. Vì vậy, chứng minh Định lý cuối cùng của Fermat thực sự là thành tựu của đông đảo các nhà toán học thế kỷ XX và của cả những nhà toán học tr−ớc và trong thời đại của Fermat. Theo Wiles, Fermat không thể có chứng minh trong đầu khi ông viết lời ghi chú nổi tiếng bên lề trang sách. Nhận định này của Wiles rất có thể là đúng vì giả thuyết Shimura-Taniyama không tồn tại cho đến tận thế kỷ XX. Nh−ng liệu Fermat có thể có một cách chứng minh khác không? Câu trả lời có lẽ là không. Nh−ng điều này không hoàn toàn chắc chắn. Chẳng bao giờ chúng ta biết đ−ợc. Mặt khác, Fermat đã sống 28 năm nữa kể từ khi ông viết định lý của mình lên lề trang sách, song không khi nào ông nói thêm điều gì về định lý đó nữa. Có thể ông biết rằng mình không thể chứng minh đ−ợc định lý này; hoặc có thể ông đã lầm khi cho rằng ph−ơng pháp giảm vô hạn mà mình sử dụng trong chứng minh cho tr−ờng hợp đơn giản với n=3 có thể áp dụng cho tr−ờng hợp tổng quát; hoặc đơn giản là ông đã quên định lý này và chuyển sang làm việc khác. Cuối cùng, việc chứng minh định lý đã đ−ợc hoàn tất vào thập niên 90 và nó đòi hỏi nhiều kiến thức toán học hơn hẳn những điều mà Fermat có thể biết. ý nghĩa sâu xa của Định lý không chỉ là ở chỗ nó có cả một quá trình lịch sử xuyên suốt 11 chiều dài của nền văn minh nhân loại, mà lời giải cuối cùng của bài toán có đ−ợc nhờ việc áp dụng và hợp nhất tất cả các lĩnh vực của toán học. Chính sự hợp nhất các lĩnh vực toán học có vẻ nh− tách rời nhau cuối cùng đã chinh phục đ−ợc Định lý. Và mặc dù Andrew Wiles là ng−ời đã thực hiện công đoạn quan trọng cuối cùng đối với Định lý bằng việc chứng minh giả thuyết Shimura-Taniyama, yếu tố cần thiết để chứng minh Định lý Fermat, nh−ng trong toàn bộ chứng minh này có công lao của nhiều ng−ời. Tất nhiên, Fermat không thể nêu lên đ−ợc một giả thuyết uyên bác đến mức có thể hợp nhất hai ngành toán học rất khác nhau. Hay là ông đã làm đ−ợc điều đó? Chẳng có gì là chắc chắn cả. Chúng ta chỉ biết rằng cuối cùng Định lý đã đ−ợc chứng minh và chứng minh đó đã đ−ợc kiểm tra đi kiểm tra lại đến từng chi tiết tinh tế nhất bởi rất nhiều nhà toán học trên khắp thế giới. Nh−ng chính vì chứng minh này rất phức tạp và hiện đại nên không có nghĩa là không thể tồn tại một chứng minh đơn giản hơn. Và cũng có thể Fermat đã biết nhiều về toán học “hiện đại”, một công cụ đầy hiệu lực, mà giờ đây kết quả nghiên cứu của ông đã bị thất lạc (thực tế ng−ời ta ch−a bao giờ tìm thấy cuốn Diophantus của Bachet mà trên lề trang sách Fermat đã viết ra khẳng định toán học nổi tiếng của mình). Vì vậy, liệu Fermat có đ−ợc một “chứng minh tuyệt diệu” cho Định lý của mình hay không, chứng minh mà không thể ghi hết ra trên lề trang sách, điều này sẽ mãi mãi là một bí mật của ông. /. 12 Nhân năm Toán học quốc tế (2000) Buốc - Ba - ki một hiện t−ợng toán học của thế kỷ 20 Nguyễn Văn Đạo (Theo La science, N ° 2, 2000) Chúng ta đã quen thuộc với cái tên Ni-cô-la Buốc-ba-ki (Nicolas Bourbaki) qua những công trình nghiên cứu đồ sộ trong lĩnh vực toán học. Song, nhiều ng−ời còn không biết rằng Ni-cô- la Buốc-ba-ki không phải là tên riêng của một ng−ời. Đó là biệt danh của một nhóm khoảng 12 nhà toán học, chủ yếu là ng−ời Pháp, trong đó có các thành viên sáng lập: H. Các-tăng (Henri Cartan), A. Uây (André Weil), G. Đi-ơ- đon-nê (Jean Dieudonné), C. Sơ-va-lây (Claude Chevalley), G. Đen-sac-tơ (Jean Delsarte) và những thành viên khác: R. Pô-sen (René de Possel), S. Ê-rêt-man (Charles Ehresmann), P. Sa-mu-en (Pierre Samuel), G. Pi-e Se-rơ (Jean- Pierre Serre), L. Soác (Laurent Schwartz), A. Đu-a-đi (Andrien Douady), R. Gô-đơ-măng (R. Godement), A. Grô-ten-đich (Alexandre Grothendieck). Họ hầu hết từ các "tr−ờng đại học tỉnh lẻ" đến Pa-ri để dự "xê-mi-ne Giu-li-a (Julia)" đ−ợc tổ chức vào 16h 30 của các ngày thứ hai của tuần thứ nhì và tuần thứ t− hàng tháng tại Viện Poanh-ca-rê (Henri Poincaré): H. Các-tăng và A. Uây từ Strat-bua (Strasbourg), G. Đen-sac-tơ từ Năng- xi (Nancy), Đi-ơ-đon-nê từ Ren-nơ (Rennes), R. Pô-sen từ Clec-mông Phơ- răng (Clermont - Ferrand). Nhóm Buốc-ba-ki đã làm thay đổi bộ mặt của toán học trong những năm 1950 - 1970 nhờ một cách nhìn mới mẻ đối với các vấn đề cơ sở của toán học, nhờ việc cải tổ sâu sắc và làm rõ nội dung của toán học, nhờ một lối dùng từ và các ký hiệu đ−ợc suy nghĩ chín chắn. Nhiều nhà toán học đã nhận định rằng tinh thần Buốc-ba-ki đã tạo nên một tr−ờng phái toán học quốc tế. Mục tiêu của nhóm này không phải là chứng minh những định lý lớn hoặc sáng tạo những gì mang tính cách mạng trong toán học. Sự nổi tiếng của nhóm Buốc- ba-ki là nhờ ở phẩm chất đặc biệt của các thành viên của nó: A. Uây - một trong những nhà toán học lớn nhất của thế kỷ 20 - là nhân vật trung tâm của nhóm Buốc-ba-ki ngay từ ngày thành lập; các thành viên có mặt ngay từ những giờ phút đầu tiên nh− H. Các-tăng và C. Sơ-va-lây là những ng−ời có tầm cỡ quốc tế. Thêm vào đó là L. Soác, A. Grô-ten-đich, G. Pi-e Se-rơ v...v... Các nhà toán học của nhóm đã thực hiện việc nghiên cứu mang tính cách cá nhân. Một số kết quả nghiên cứu đã đ−ợc nhận các giải th−ởng quốc tế cao nhất. Sau cùng, t− t−ởng chứa đựng trong các công trình của nhóm đã góp phần vào sự cách tân toán học hiện đại. Vào bữa ăn tr−a ngày thứ hai 10 tháng 12 năm 1934, một nhóm các nhà toán học trẻ, d−ới 30 tuổi, đã họp mặt trong quán cà phê Ca-pu-lat (
File đính kèm:
tap_chi_thong_tin_toan_hoc_tap_4_so_3_thang_9_nam_2000.pdf