Chuyện đời ít biết về nữ hoàng toán học Sofia Kovalevskaia

Bà là nhà toán học nữ đầu tiên đạt học vị tiến sĩ ở châu Âu, nữ giáo sư toán học đầu tiên ở Thụy Điển, người phụ nữ đầu tiên tham gia ban biên tập của một tạp chí khoa học và được phong giáo sư trọn đời ở Bắc Âu.

Nữ hoàng toán học Sofia Kovalevskaya, người phụ nữ đầu tiên được phong hàm giáo sư ở Bắc Âu. Ảnh: Russian Personalities

Sofia Kovalevskaia có điều kiện phát triển trí thông minh toán học là nhờ sự đầu tư giáo dục tốt hơn hẳn các cô bé cùng trang lứa và được thừa hưởng gen di truyền từ gia đình. Mẹ cô là một phụ nữ xinh đẹp, thông minh và nói được 4 ngôn ngữ châu Âu. Cha cô cũng là một người thông minh, được giáo dục tốt và quan tâm tới việc giáo dục các con nên đã thuê cho các con mình những gia sư tốt nhất để vượt qua trở ngại trong môn toán.

Ngoài ra, Sofia còn có điều kiện phát huy trí tưởng tượng rộng mở của trẻ thơ khi cả gia đình cô đến ở hẳn tại Palibino ở Tây Bắc nước Nga năm cô lên 8. Đó là một ngôi nhà lớn ở giữa “một khu vực thưa dân và hoang dã” với quang cảnh thiên nhiên hùng vĩ: phía bên này là rừng xanh, phía bên kia là các đồng cỏ, đồi cao và hồ nước đẹp tuyệt vời trải dài hàng kilomet. Trước đó, công việc đại tướng pháo binh của cha khiến cho gia đình cô phải di chuyển thường xuyên.

Niềm đam mê toán học của Sofia bắt đầu từ những cuộc trò chuyện thuở ấu thơ với người chú ham đọc sách và thường chia sẻ nhiều kiến thức, ý tưởng với cô cháu gái, chú Pyotr Vasilievich Korvin-Krukovsky. Trong trí óc non nớt của cô bé Sofia, chú Pyotr có “sự kính trọng sâu sắc” với toán học. Chính những bài nói chuyện của chú Pyotr về các khái niệm toán học đã cuốn hút mạnh mẽ tâm trí Sofia vào một “thế giới mới của những điều kỳ diệu mà những người bình thường không thể tiếp cận”, theo những gì bà viết trong nhật ký.

Ngay lúc đó, Sofia không thể hiểu được các khái niệm này nhưng cô càng học toán thì năng khiếu toán của cô càng trỗi dậy. Cô đã áp dụng những cách thức tương tự các nhà toán học để hiểu được các công thức lượng giác trong một cuốn sách vật lý của nhà vật lý ở gần nhà cô. Kỹ thuật của cô đã khiến tác giả cuốn sách ấn tượng đến nỗi ông đã ra sức thuyết phục cha của Sofia gửi cô đến các lớp học tư ở St. Petersburg, một trong các trung tâm nghiên cứu toán học hàng đầu châu Âu thời điểm đó.

Triết lý của Sofia Kovalevskaya những năm giữa tuổi hai mươi đầy nhiệt huyết, đam mê toán học và say mê sáng tác văn học. Ảnh: Novosti Press Agency.

Kết hôn giả để được du học về toán

Đến tuổi trưởng thành, vì là phụ nữ Sofia không được học đại học ở Nga. Để thỏa mãn khát khao tri thức, năm 1868 Sofia dàn dựng việc kết hôn với một nhà tự nhiên học trẻ tuổi và chuyển đến Heidelberg (Đức) năm 1869. Cô đã xin phép từng giáo sư để được tham gia một số bài giảng về vật lý và toán học. Chẳng bao lâu sau các giáo sư nhận ra sự thông tuệ về toán học của cô, mọi người trong trường đại học nhỏ ở thành phố Heidelberg đều xôn xao về “một cô gái người Nga gây kinh ngạc”.

Sự nổi tiếng vẫn không thay đổi khát khao học tập mạnh mẽ của Sofia. Năm 1870, Sofia chuyển đến Berlin và làm việc với giáo sư Karl Weierstass, một trong các giáo sư toán học hàng đầu châu Âu và thế giới thời đó. Berlin là trung tâm nghiên cứu toán học quan trọng nhất ở Đức lúc bất giờ. Sau khi kiểm tra khả năng của bà, ông đã nhận bà vào các lớp học riêng (bà bị đại học Berlin từ chối vì là nữ). Dưới sự hướng dẫn của ông, Sofia đã viết ra 3 công trình xuất sắc: chuyển động của sao Thổ, tích phân elip, phương trình vi phân bán phần. Trong số này, phương trình vi phân bán phần là nghiên cứu chính thức giúp Kovalevkaia được công nhận tốt nghiệp tiến sĩ đại học Göttingen không qua các kỳ thi và học phần bắt buộc vào năm 1874 (với sự hỗ trợ của Karl Weierstrass). Đây cũng chính là công trình khoa học lớn đầu tiên giúp bà giành được sự công nhận rộng rãi của giới toán học thời đó.

Sau khi tốt nghiệp tiến sĩ ở Đức, Sofia Kovalevskaya quay về Nga nhưng vẫn không được giới khoa học Nga nhìn nhận vì sự phân biệt giới tính. Bà tạm dừng việc nghiên cứu để dành nhiều thời gian cho gia đình, niềm đam mê viết văn rồi sinh một con gái năm 1878. Năm 1881, vì một số lý do bà quyết định ly thân với chồng trong 2 năm.

Sofia và con gái. Ảnh: Russian Personalities

Tuy nhiên, đây chỉ là một vị trí không lương tạm thời. Đến năm sau (1884) Sofia mới được ký hợp đồng có lương 5 năm với đại học Stockholm và được mời tham gia ban biên tập Acta Mathematica, một trong các tạp chí toán quốc tế thuộc loại lâu đời và danh giá nhất thế giới, trở thành người phụ nữ đầu tiên làm biên tập viên một tạp chí khoa học. Bà cũng là người phụ nữ đầu tiên được phong viện sĩ thông tấn của viện hàn lâm khoa học Saint Petersburg trong cùng năm.

Năm 1888, bà công bố nghiên cứu về “sự quay của vật thể rắn quanh một điểm cố định”. Công trình này sau đó đã được trao giải Prix Bordin của Viện Hàn lâm Khoa học Pháp, giải thường vào loại danh giá nhất của các viện hàn lâm.

Một năm sau, năm 1889, công trình trên nhận thêm một giải khác từ Viện Hàn lâm Khoa học Thụy Điển và bản thân Sofia được thăng chức thành giáo sư trọn đời của trường đại học Stockholm.

Thật không may là khi đang ở đỉnh cao sự nghiệp, Sofia Kovalevskaya mắc bệnh viêm phổi và qua đời vào năm 1891, lúc chỉ mới bước qua tuổi 40.

Thành tựu cuộc đời về khoa học 

Tổng kết lại sự nghiệp khoa học, Sofia Kovalevskaya là nhà toán học nữ lớn đầu tiên ở Nga. Vượt lên sự kỳ thị giới tính và thiệt thòi của nữ giới khi theo đuổi khoa học, Sofia Kovalevskaya đã có nhiều đóng góp quan trọng cho toán học thế giới về tích phân, phương trình vi phân bán phần và cơ khí. Tổng cộng bà đã xuất bản 10 nghiên cứu về toán học và vật lý toán học, trong đó có nhiều công trình lớn được ứng dụng trong toán học và khoa học hiện đại, theo Famous Women.

Sofia Kovalevskaya và câu nói nổi tiếng của bà về toán học. Ảnh: Alamy.

Một bằng chứng của nghiên cứu phương trình vi phân bán phần giúp bà tốt nghiệp tiến sĩ ở Đức ngày nay được gọi là định lý Cauchy-Kovalevski nêu ra những điều kiện để tồn tại các giải pháp cho nhóm phương trình này. (Cauchy là nhà toán học được biết đến rộng rãi ở Việt Nam qua bất đẳng thức Cauchy trong sách giáo khoa toán bậc phổ thông, thường được dùng để chứng minh nhiều bài toán về bất đẳng thức). Định lý này đã được bà công bố chứng minh đầy đủ một năm sau khi đạt học vị tiến sĩ.

Trong công trình đạt giải của viện Hàn lâm Khoa học Pháp “sự quay của vật thể rắn quanh một điểm cố định”, bà đã khám phá cái mà ngày nay được gọi là “Đỉnh Kovalevskaya”, là trường hợp khác duy nhất của chuyển động vật rắn hoàn toàn có thể tích phân được ngoài các đỉnh Euler và Lagrange.

Với những gì đã làm được, Sofia Kovalevskaya được giới toán học phương Tây chấp nhận mình là một thành viên “ngang hàng với các nhà toán học nam” trong thời đại của mình, theo một nhà viết tiểu sử hiện đại, dù các nghiên cứu của bà chưa có được một công trình nào thật sự mang tính mở đường hay tạo ra một trường phái mới trong toán học.