Tiến sĩ Hàn Quốc giải dứt điểm bài toán toán học tồn tại gần 60 năm.

Tháng 12/2024, tiến sĩ Baek Jin-eon, nhà toán học người Hàn Quốc, đã chứng minh lời giải tối ưu cho bài toán “chiếc ghế sofa di động” – thách thức hình học tồn tại từ năm 1966. Công trình này không chỉ khép lại tranh luận kéo dài gần sáu thập kỷ mà còn được Scientific American vinh danh là một trong 10 đột phá toán học hàng đầu năm 2025.

Bài toán hình học nổi tiếng thách thức giới toán học suốt nhiều thập kỷ

Bài toán “chiếc ghế sofa di động” (moving sofa problem) do nhà toán học người Áo–Canada Leo Moser đặt ra lần đầu vào năm 1966. Câu hỏi đặt ra là diện tích lớn nhất của một hình phẳng có thể di chuyển trọn vẹn qua một góc vuông trong hành lang hình chữ L, với bề rộng cố định 1 mét, là bao nhiêu.

Nhờ tính trực quan và không đòi hỏi kiến thức toán học quá chuyên sâu, bài toán này nhanh chóng trở nên nổi tiếng, từng xuất hiện trong nhiều sách giáo khoa tại Mỹ và được xem là một trong những bài toán hình học khó nhằn nhất thế kỷ 20.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà toán học liên tục thu hẹp phạm vi lời giải. Năm 1968, nhà toán học người Anh John Hammersley tìm ra một hình có diện tích khoảng 2,2074 mét vuông. Đến năm 1992, Giáo sư Joseph Gerver tại Đại học Rutgers (Mỹ) đề xuất một hình cong phức tạp hơn với diện tích xấp xỉ 2,2195 mét vuông. Tuy nhiên, không ai có thể chứng minh đó là giới hạn tối đa.

Lập luận thuần túy xác lập giới hạn tuyệt đối

Sau bảy năm nghiên cứu, tiến sĩ Baek Jin-eon đã chứng minh hình dạng do Gerver đề xuất chính là nghiệm tối ưu cuối cùng của bài toán. Khác với nhiều nghiên cứu trước đây vốn dựa vào mô phỏng máy tính, Baek sử dụng hệ thống lập luận toán học thuần túy để chứng minh không tồn tại hình nào có diện tích lớn hơn vẫn có thể di chuyển qua góc vuông hành lang.

Công trình dài 119 trang của ông được công bố trên kho lưu trữ truy cập mở arXiv vào cuối năm 2024. Tháng trước, tạp chí Scientific American đã xếp nghiên cứu này vào danh sách 10 đột phá toán học tiêu biểu của năm 2025.

Baek mô tả quá trình nghiên cứu là chuỗi thử nghiệm liên tục giữa xây dựng và tự phá bỏ các ý tưởng. Ông cho biết bản thân nhiều lần phải từ bỏ những giả thuyết từng rất kỳ vọng để tìm ra cách tiếp cận phù hợp hơn.

Hành trình của nhà toán học trẻ Hàn Quốc

Hiện 31 tuổi, tiến sĩ Baek Jin-eon đang là nhà nghiên cứu tại Trung tâm Thử thách Toán học June E Huh, thuộc Viện Nghiên cứu Cao cấp Hàn Quốc (KIAS). Ông lấy bằng tiến sĩ tại Đại học Michigan (Mỹ), từng làm việc tại Viện Khoa học Toán học Quốc gia Hàn Quốc và giải được bài toán khi đang là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Yonsei.

Theo Baek, sức hấp dẫn của bài toán nằm ở chỗ nó tồn tại gần như độc lập, thiếu một khuôn khổ lý thuyết rõ ràng và không gắn chặt với các nhánh toán học truyền thống. Việc kết nối bài toán này với các ý tưởng hiện có, từ đó xây dựng các công cụ toán học mới, theo ông, là đóng góp lớn nhất của nghiên cứu.

Hiện bài báo đang được Annals of Mathematics, một trong những tạp chí toán học uy tín nhất thế giới, thẩm định.

Theo: VnExpress