Các bức tường của phòng giam nơi Christopher Havens đang thụ án 25 năm vì phạm tội giết người được phủ kín bằng giấy vở. Những tờ giấy chứa đầy chữ số và nét viết nguệch ngoạc bằng tiếng Hy Lạp. Một số trang hoàn toàn vô nghĩa, trong khi các trang khác chứa đầy lý thuyết số.
Chẳng ai ngờ, tên tội phạm phạm tội giết người lại có thể tự học, mày mò và giải được phương trình khó nhất thế giới.
Havens bị giam tại phòng biệt giam ở Nhà tù Tiểu bang Washington ở Walla Walla, bang Washington. Trước khi vào tù, C. Havens đã có một quá khứ bất hảo. Bỏ học giữa chừng khi là học sinh năm 2 trường trung học; miên man trong những dòng khói trắng của ma túy. Trong những ngày tháng thụ án, gã không thích sự ồn ào của các bạn tù nên đã cố tình gây chuyện để bị giam trong phòng biệt giam.
Khi đó, gã dành thời gian ngủ cho việc giải các con số trong trò sudoku. Từ bỏ việc học khi còn ở tuổi vị thành niên, Havens dễ dàng quên rằng gã đã luôn giỏi với những con số - ngay từ hồi tiểu học.
Cuộc gặp gỡ tình cờ với Mr. G. - một trong những quản giáo, người nhận thấy tờ sudoku mà Havens giải 'ngon lành' - khi người này phát cho gã một tập toán, chủ yếu là đại số với các bài toán khó dần. Một ngày, Mr. G. nói với gã "Havens, tôi cạn câu đố rồi. Khả năng của cậu vượt ngoài những lời giải của tôi".
Đó là lúc...
C. HAVENS QUYẾT ĐỊNH DÀNH 25 NĂM CUỘC ĐỜI TRONG TÙ CỦA MÌNH ĐỂ CHUẨN BỊ CHO MỘT TƯƠNG LAI TRONG NGÀNH TOÁN HỌC, VỚI Ý TƯỞNG RẰNG CÓ LẼ MỘT NGÀY NÀO ĐÓ GÃ CÓ THỂ "TRẢ NỢ CHO XÃ HỘI" VỚI TƯ CÁCH LÀ MỘT NHÀ TOÁN HỌC.
Havens không hài lòng với việc giải những câu đố về cơ bản là số học. Gã muốn trở thành một nhà toán học thực thụ - kiểu người thúc đẩy toán học phát triển hơn nữa.
Ảnh trái: Christopher Havens khi còn nhỏ. Ảnh phải: Christopher Havens và em gái Jean Havens. Ảnh: GARY GORDON, TERRY FORTE.
Sau khi Havens "tốt nghiệp" sau chuỗi các bài tập của Mr. G., gã bắt đầu tự học lượng giác, giải tích, và sau đó là các khái niệm nâng cao như tổng siêu bội (hypergeometric summation). Thứ mà Havens "xin" mẹ sau mỗi cuộc gọi điện là các cuốn sách về giải tích, lượng giác... Dù bất ngờ nhưng mẹ của Havens biết con mình thông minh và cuối cùng đã muốn làm điều gì đó bằng trí tuệ của mình.
Vài tháng sau, Havens lại yêu cầu những cuốn sách toán học rất khó hiểu như Hàm siêu bội suy biến. Tên cuốn sách khó hiểu đến mức, mẹ của Havens phải yêu cầu con trai mình đánh vần từng chữ một.
Vào tháng 1 năm 2013, Havens mạnh dạn viết thư cho Nhà xuất bản Khoa học Toán học (Mathematical Sciences Publishers) thuộc Khoa Toán học tại Đại học California, Berkeley, Mỹ - một tổ chức xuất bản các tạp chí toán học hàn lâm có uy tín. Havens giải thích rằng mình là một tù nhân đang cố gắng học toán cao cấp; có niềm đam mê với lý thuyết số, đặc biệt là nghiên cứu về số nguyên, số học mô-đun...
Những tờ giấy nghiên cứu của Havens trong nhà tù. Nguồn: Popularmechanics
Vài tuần sau, Havens nhận được một ghi chú lịch sự ngụ ý rằng các nghiên cứu trong tạp chí có thể quá khó với gã. Và trong một khoảnh khắc, Havens một lần nữa cảm thấy cô đơn. Nhưng gã tự nhủ không để cho bản thân trượt lùi. Không phải lúc này.
Bởi, Havens ít nhiều biết hai thập kỷ rưỡi tiếp theo của cuộc đời mình sẽ diễn ra như thế nào.
May mắn đã đến khi, một biên tập viên của Nhà xuất bản Khoa học Toán học đã chuyển bức thư đó đến Turin, Ý.
Vì bị hạn chế truy cập máy tính, Havens hầu như học toán bằng giấy bút. Các định lý thường kéo dài trên các trang khi gã tìm kiếm các mẫu có thể dẫn đến giải pháp. Và chúng là một trong số rất nhiều trang mà gã đã gửi đến Đại học Turin ở Ý, về một trong những phương trình khó chưa từng giải trước đó.
Vào tháng 1 năm 2020, công trình nghiên cứu hay nhất của Havens về vấn đề này đã được xuất bản trên tạp chí Nghiên cứu về Lý thuyết Số (The journal Research in Number Theory).
Tiến sĩ Umberto Cerruti, một giáo sư tại Đại học Turin, tiếp tục gửi cho Havens một bài toán khó. Những gì Havens gửi lại là một công thức viết tay dài, phức tạp. "Cha tôi đã nhập công thức vào máy tính và thật ngạc nhiên, kết quả là chính xác!" - con gái của Tiến sĩ Umberto Cerruti (là Tiến sĩ Marta Cerruti) viết. Tiến sĩ Umberto Cerruti sau đó gửi cho Havens một phương trình toán học khó nhất thế giới tính cho đến nay liên quan đến liên phân số - bài toán này chưa từng có ai giải được.
Bài toán Havens nhận được từ Turin liên quan đến việc nghiên cứu điều gì xảy ra với một liên phân số (continued fraction, là phân số nhiều tầng, mà nhà toán học Hy Lạp cổ đại Euclid đã vắt óc suy nghĩ nhưng chưa tìm được câu trả lời) sau khi nó bị biến đổi bởi phép biến đổi phân số tuyến tính. Một sự chuyển đổi đó được mô tả bởi bốn số (a, b, c, d), và nó ánh xạ f để tạo thành (af b) / (cf d).
Điều Havens và các nhà toán học cao cấp khác đã khám phá ra là khi áp dụng phép biến đổi phân số tuyến tính với liên phân số, thì tập mới của liên phân số được sinh ra.
Một kết quả đáng ngạc nhiên khác là các mẫu biến vị trong chuỗi hội tụ không phải lúc nào cũng tuyến tính. "Kết quả này có thể mở ra các lĩnh vực nghiên cứu mới trong lý thuyết số", Tiến sĩ Marta Cerruti đã viết trong bài nghiên cứu của mình về công trình của Havens trên tạp chí Research in Number Theory của Mỹ.
Quả thực, lý thuyết số này được sử dụng trong mật mã hiện đại, có tầm quan trọng quyết định thời nay trong ngân hàng, tài chính và trong thông tin liên lạc quân sự.
Hình ảnh ví dụ về liên phân số. Ảnh: Popularmechanics
Havens không chỉ giải được một bài toán cổ xưa của toán học: Anh ta còn truyền cảm hứng cho một nhóm bạn tù về thế giới số thông qua niềm đam mê của mình. Một câu lạc bộ toán học thường xuyên đã được thành lập tại nhà tù ở bang Washington.
Khi có thông tin cho rằng một người đàn ông bị giam giữ đã giải quyết được một phương trình "trước đây không thể giải quyết được", các phương tiện truyền thông bắt đầu đưa tin rầm rộ.
Tuy nhiên, Havens không thích truyền thông hay các nhà toán học khác so sánh mình với Euclid - nhà toán học Hy Lạp và là "cha đẻ của lý thuyết số". Gã ý thức được rằng, mình không làm việc một mình để có kết quả trên. Hơn nữa, gã cũng không phải là nhà toán học toàn diện như Euclid về lý thuyết số.
Christopher Havens còn 14 năm trong nhà giam nữa. Nếu không phải là tù nhân đang thụ án, có lẽ Havens đã nằm trong số những nhà toán học chuyên nghiệp trên thế giới.
Theo nhiều cách, toán học là liều thuốc giải độc hoàn hảo cho việc bị giam giữ - Tiến sĩ Gary Gordon, Giáo sư toán học tại Đại học Lafayette ở Easton, Pennsylvania, Mỹ cho biết. Thực vậy, toán học giúp Havens cảm thấy mình kiểm soát được chính mình trong một nhà tù luôn bị sự kiểm soát kìm kẹp (từ miếng ăn đến giấc ngủ...).
Tài năng toán học của Havens ngày càng được công nhận khi gã tham gia vào chỉnh sửa phần "Problems" của tập chí Math Horizons - một tạp chí cấp đại học dành cho những người đam mê toán học, trụ sở tại Washington D.C., Mỹ.
"Không chỉ siêng năng, Havens còn vô cùng thông minh và quyết tâm. Chỉ trong một vài tuần, cậu ấy đã giải được nhiều vấn đề hóc búa mà một số sinh viên chưa tốt nghiệp UCLA (Đại học California, Los Angeles, Mỹ) của tôi chỉ có thể giải được khi làm việc nhóm. Havens làm toán một mình, ở trong một nơi mà chúng ta có thể gọi một cách đơn giản là "môi trường bất lợi" - Tiến sĩ Amit Sahai, một nhà mật mã học tại UCLA nói.
Bài viết sử dụng nguồn: Popularmechanics, DW
* Đọc bài cùng tác giả Trang Ly tại đây.