GS Lê Văn Thiêm - Nhà khoa học lỗi lạc với 20 công trình gây tiếng vang

GS Toán học Lê Văn Thiêm (đứng giữa) - nhà khoa học nổi tiếng của Việt Nam

Chàng thanh niên làm rạng danh nước Việt

GS Lê Văn Thiêm sinh năm 1918 tại huyện Đức Thọ, Hà Tĩnh trong một gia đình nhà Nho yêu nước, hiếu học. Ngay từ khi còn nhỏ, ông đã chăm chỉ học hành rồi vào học ở trường Quốc học Quy Nhơn.

Năm 1937, nhờ học tập xuất sắc nên chàng trai Lê Văn Thiêm được học bổng tại Pháp, học trường Sư phạm cao cấp Paris – một trường danh tiếng thời bấy giờ.

Năm 1943, Lê Văn Thiêm nhận học bổng Humboldt của Đức, làm Tiến sĩ tại ĐH Gottingen. Năm 1946, được tin phái đoàn Việt Nam sang, anh đã tập hợp Việt kiều đi đón Chủ tịch Hồ Chí Minh.

Sau đó anh được đồng chí Phạm Văn Đồng giao nhiệm vụ sang Bỉ liên hệ mua vũ khí mang về nước. Ngoài ra, anh còn giúp việc cho phái đoàn của Việt Nam tại Pháp. Năm 1948, anh là đại diện Việt Nam đầu tiên dự hội nghị hòa bình thế giới tại Ba Lan. Năm 1949, anh nhận học vị Tiến sĩ tại Pháp, rồi sang giảng dạy tại ĐH Zurich (Thụy Sĩ). Cuối năm 1949, anh theo lời kêu gọi của Chủ tịch Hồ Chí Minh, anh trở về nước nhà cống hiến.

Ứng dụng Toán vào cuộc sống

GS Lê Văn Thiêm là tác giả của hơn 20 công trình nghiên cứu có giá trị, đã công bố quốc tế và trong nước. Trong nghiên cứu cơ bản, ông đã giải quyết một trường hợp quan trọng của bài toán ngược của lý thuyết Nevanlinna. Kết quả này gây tiếng vang lớn.

Ông cũng đã lãnh đạo một nhóm các nhà Toán học ứng dụng phương pháp nổ mìn định hướng phục vụ ngành giao thông thời chiến; phá núi làm kho xăng dầu, lấy đá xây dựng khu gang thép Thái Nguyên; nghiên cứu xây dựng mô hình toán để giải các bài toán dòng chảy, phục vụ thiết kế và thi công thủy điện Hòa Bình và quy hoạch đồng bắng sông Cửu Long…

GS Hà Huy Khoái, nguyên Viện trưởng Viện Toán đã đánh giá: "Vốn là một chuyên gia nổi tiếng về lý thuyết hàm phân hình và diện Riemann, những vấn đề của toán học lý thuyết, Giáo sư Lê Văn Thiêm chuyển sang nghiên cứu và lãnh đạo các nhóm nghiên cứu về toán học ứng dụng. Điều đáng ngạc nhiên là trong số những công trình đầu tiên của ông về toán ứng dụng, có công trình trở thành kinh điển trong lĩnh vực này: lời giải tường minh của bài toán thấm qua hai lớp đất.

Bài toán thấm là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn quan trọng, xuất hiện khi tính toán sự bền vững của các đê, đập nước, trữ lượng dầu trong các túi dầu, vấn đề rửa mặn các ruộng vùng ven biển,…

Trong nhiều bài toán thấm, chẳng hạn khi xét nước thấm qua một con đê dài, ta đi đến mô hình bài toán thấm phẳng (tức là không  phụ thuộc một chiều nào đó). Với một số giả thiết chấp nhận được, việc mô hình hoá toán học đưa bài toán thấm qua một môi trường đồng chất về việc xây dựng một hàm chỉnh hình thực hiện ánh xạ bảo giác miền thấm lên nửa mặt phẳng. Đó là việc rất khó khăn về mặt toán học, vì miền thấm thường hết sức phức tạp. Tuy vậy, ngay trong trường hợp đó, ta đã phải xét một mô hình khá xa với thực tiễn: môi trường mà nước thấm qua là “đồng chất”, tức là chỉ có một lớp đất với cùng một hệ số thấm. Trong thực tiễn, thường có nhiều lớp với hệ số thấm khác nhau nằm dưới một công trình thuỷ lợi: lớp đất sét, lớp đất cát,..

Đối với trường hợp miền thấm không đồng chất, cho đến trước công trình của Lê Văn Thiêm, người ta chỉ mới có các phương pháp giải gần đúng. Trong công trình "Về bài toán thấm qua hai lớp đất" GS Lê Văn Thiêm  đã dùng Nguyên lý đối xứng trong giải tích phức để xây dựng được nghiệm tường minh cho bài toán thấm qua hai lớp đất với hệ số thấm  khác nhau. Đây là công trình đầu tiên trong lĩnh vực lý thuyết nước thấm cho phép xây dựng nghiệm giải tích của bài toán thấm không đồng chất. Điều đó đã được khẳng định trong cuốn sách Lý thuyết chuyển động của nước ngầm của Palubarinova-Kochina xuất bản ở Matxcơva năm 1977.

Một hướng nghiên cứu ứng dụng mà GS Lê Văn Thiêm cùng các học trò của mình tiến hành trong nhiều năm là nổ định hướng. Phương pháp nổ định hướng do nhà toán học Nga Lavrenchiep đưa ra, dựa trên nguyên tắc sau đây: khi có một vụ nổ lớn, dưới tác động của áp suất quá cao, các vật chất quanh tâm của vụ nổ chuyển động theo quy luật của chất lỏng lý tưởng, tức là không nhớt và không nén được. Chuyển động của chất lỏng lý tưởng có thể mô tả bằng một hàm giải tích.

Nếu tìm được hàm giải tích này, ta có thể tính được áp lực quanh tâm nổ, quỹ đạo chuyển động của vật chất gần tâm nổ. Nhận thấy đây là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn lớn, Giáo sư Lê Văn Thiêm đã hướng dẫn các học trò của mình tại Trường đại học Tổng hợp Hà Nội và Viện Toán học nghiên cứu áp dụng. Năm 1966, một nhóm các nhà toán học trẻ của hai cơ quan trên (gồm Ngô Văn Lược, Lê Văn Thành, Nguyễn Văn Lâm, Hà Huy Khoái, Lê Hùng Sơn và một số người khác) lên đường vào Nghệ An để tiến hành trên thực tế. Địa điểm làm việc là vùng Hoàng Mai thuộc địa phận huyện Quỳnh Lưu. Hoàng Mai là nơi gặp nhau của ba tuyến đường vào Nam: đường bộ, đường sắt, đường thuỷ (kênh Nhà Lê). Vì thế, đây trở thành một trong những trọng điểm đánh phá của máy bay Mỹ.

Do đường sắt và đường bộ bị hư hại nghiêm trọng, việc vận chuyển qua kênh Nhà Lê trở nên rất quan trọng. Con kênh được đào từ thời Lê, đến nay đã khá cạn. Vấn đề cấp thiết đặt ra là phải nạo vét lòng kênh để các thuyền trọng tải lớn có thể đi qua. Các đơn vị Thanh niên xung phong được giao nhiệm vụ này. Tuy vậy, không thể tập trung một lực lượng lớn, vì máy bay Mỹ bắn phá ngày đêm. Giáo sư Lê Văn Thiêm đề xuất dùng phương pháp nổ định hướng để nạo vét lòng kênh. Mục tiêu đặt ra là làm thế nào để sau khi nổ, hầu hết đất đá văng lên bờ, chứ không rơi lại xuống lòng kênh. Các vụ nổ được tiến hành vào lúc thuỷ triều xuống thấp nhất để có hiệu quả cao nhất. Vì vậy, nhiều lúc phải nổ vào những “giờ cao điểm”, tức là những giờ mà máy bay Mỹ bắn phá ác liệt nhất. 

Thực tế đã chứng tỏ, phương pháp nổ định hướng đã có tác dụng rất thiết thực, góp phần tăng khả năng vận chuyển qua kênh Nhà Lê, giảm nhẹ tổn thất về người và của. Phương pháp nổ định hướng đó cũng được áp dụng trong việc xây dựng các con đường chiến lược trong rừng. Các đơn vị Thanh niên xung phong đã cùng nhóm học trò nói trên của Giáo sư Lê Văn Thiêm áp dụng lý thuyết nổ định hưởng trong việc phá đá, bạt ta-luy, hất những cây to chắn đường xuống vực trong quá trình làm đường. Giáo sư Lê Văn Thiêm đã viết một tài liệu hướng dẫn cho Thanh niên xung phong để họ tự làm lấy sau khi nhóm nghiên cứu rút khỏi hiện trường. Tiếc rằng bản tài liệu đó ngày nay không tìm lại được".

Sau ngày đất nước hoàn toàn giải phóng, Giáo sư Lê Văn Thiêm chuyển vào công tác tại Thành phố Hồ Chí Minh. Ông đã lập nên Phòng Toán học ứng dụng, nghiên cứu các vấn đề toán học đặt ra trong lý thuyết đàn hồi và chuyển động của chất lỏng nhớt.

Các vấn đề toán học ứng dụng mà giáo sư Lê Văn Thiêm quan tâm nghiên cứu đều là những vấn đề được đặt ra trong thực tiễn Việt Nam: xây dựng đê điều và các công trình thuỷ lợi, cải tạo các ruộng nhiễm mặn vùng ven biển, tính toán trữ lượng dầu khí, nạo vét lòng kênh để phục vụ giao thông thời chiến. Ngay khi giải quyết các nhiệm vụ ứng dụng trước mắt, với trình độ cao về khoa học cơ bản, ông đã có những đóng góp quan trọng vào sự phát triển của lý thuyết.

Trong sự nghiệp giáo dục, GS Lê Văn Thiêm đã từng làm Hiệu trưởng của Trường Khoa học cơ bản, Trường Sư phạm cao cấp, Giám đốc ĐH Sư phạm khoa học, Phó Hiệu trưởng ĐH Tổng hợp Hà Nội.

Năm 1970, ông làm Viện trưởng đầu tiên của viện Toán học – là người có công lớn xây dựng viện lớn mạnh như hiện nay. GS Lê Văn Thiêm đã được Nhà nước tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về Khoa học và Kỹ thuật đợt 1 năm 1996.

Thu Hà