"Học toán để làm gì?" - Câu hỏi tiết lộ bí mật sức mạnh vô hạn của vũ trụ

Học toán để làm gì?

Sức mạnh vô hạn (Infinite Powers) là cuốn sách khoa học được Steven Strogatz - giáo sư khoa học và toán học đúc kết từ quá trình nghiên cứu và giảng dạy về lĩnh vực toán học ứng dụng tại Đại học Cornell (Mỹ).

Cuốn sách do Nhà xuất bản Trẻ phát hành, dịch giả Phạm Văn Thiều chuyển ngữ.

Steven Strogatz là giảng viên nổi tiếng và là một trong những nhà toán học được trích dẫn nhiều nhất trên thế giới, là khách mời thường xuyên của Radiolab và Science Friday.

Giống như bao người thầy giáo khác, Steven Strogatz trăn trở không biết làm thế nào để các sinh viên của ông thích môn toán và bằng cách nào để các em thấy được tầm quan trọng của việc học toán.

"Toán học có ích gì?" là câu hỏi mà Steven Strogatz thường xuyên phải trả lời cho những người xung quanh. 

Theo tác giả, toán học hiện hữu ở khắp mọi nơi. Không có giải tích toán, con người sẽ không có điện thoại di động, không có máy tính và cũng không có lò vi sóng, cũng chẳng có radio và ti vi, không có máy siêu âm cho các bà mẹ tương lai và không có định vị GPS cho những lữ khách lạc đường.

Con người cũng không phá vỡ được nguyên tử, không khám phá được bộ gene loài người và cũng không đưa được các phi hành gia tới mặt trăng. 

Điều lạ lùng là chính cái phần bí hiểm này của toán học đã làm thay đổi vĩnh viễn lịch sử thế giới. Làm sao một lý thuyết nào đó, ban đầu chỉ nghiên cứu những biến đổi nhỏ nhặt, mà cuối cùng lại có thể làm thay đổi một cách triệt để cả nền văn minh? 

Nhà vật lý lỗi lạc Richard Feynman từng gọi giải tích toán là "Ngôn ngữ của Chúa". Vũ trụ tuân theo những định luật tự nhiên, được diễn đạt bằng ngôn ngữ của giải tích dưới dạng các mệnh đề được gọi là phương trình vi phân.

Isaac Newton phát hiện ra quỹ đạo các hành tinh, nhịp lên xuống của thủy triều và quỹ đạo chuyển động của đạn đại bác đều có thể mô tả, giải thích và tiên đoán bằng một hệ các phương trình vi phân.

Ngày nay, con người gọi đó là các phương trình chuyển động và định luật hấp dẫn của Newton. Các quy luật đó vẫn giữ nguyên mỗi khi con người khám phá ra một bộ phận mới của vũ trụ.

Từ bốn nguyên tố tự nhiên cổ xưa gồm đất, không khí, lửa và nước cho đến các hạt electron, quark, lỗ đen và các siêu dây, mọi thứ trong vũ trụ đều tuân theo phương trình vi phân.

Có lẽ chính vì vậy Feynman gọi giải tích toán là "Ngôn ngữ của Chúa". Vậy con người đã phát hiện, học hỏi, giải mã và dự báo ngôn ngữ đó như thế nào? Đó chính là vấn đề trung tâm của cuốn sách này.

Cuốn sách này dành cho ai?

Theo giáo sư Hà Huy Khoái (Nguyên Viện trưởng Viện Toán học, Viện Hàn Lâm khoa học và công nghệ Việt Nam), Sức mạnh vô hạn nổi tiếng vì cuốn sách này không đòi hỏi người đọc kiến thức chuyên sâu, mà chỉ cần kiến thức toán phổ thông là đủ.  

Dù nhiều người sợ môn giải tích thời đi học, Steven Strogatz cho thấy rằng giải tích không xa lạ và có thể hiểu được, thậm chí hấp dẫn.

Sức mạnh vô hạn kể lại những phép tính từ thời Hy Lạp cổ đại, giải thích phát hiện ra sóng hấp dẫn như thế nào (một hiện tượng được tiên đoán bởi giải tích).

Strogatz cho thấy ở mỗi độ tuổi, với các mục đích khác nhau, giải tích toán vẫn giúp bạn: làm thế nào để xác định diện tích của một hình tròn chỉ với cát và một cái que; tại sao Hỏa tinh đôi khi đi "ngược"; cách tạo ra điện bằng nam châm; cách đảm bảo tên lửa không bắn trượt mặt trăng; lật ngược tình thế trong cuộc chiến chống lại bệnh AIDS. 

Cuốn sách này đặc biệt hữu ích đối với học sinh cấp 3 và sinh viên mà trong ngành học có môn toán cao cấp. Người học sẽ nhìn thấy những mối liên hệ không ngờ giữa môn học và nhiều ứng dụng thực tế. Đây cũng là tài liệu cho giáo viên toán để làm phong phú bài giảng của mình.

Diễn đạt những điều phức tạp một cách trong sáng, giản dị, đó là một trong những điều mà Sức mạnh vô hạn được đánh giá cao.

Trong cuốn sách, độc giả sẽ bắt gặp những từ quen thuộc trong chương trình học toán phổ thông, như: vi phân, lũy thừa, bài toán chuyển động thuận - nghịch, hàm mũ, logarithm, gia tốc, tiếp tuyến, đạo hàm…

Sức mạnh vô hạn lý giải lại các khái niệm đó, đặt chúng vào tương quan trong nguyên lý lớn hơn và những tiềm năng ứng dụng.

Từ góc nhìn giải tích toán, cuốn sách cũng phản ánh lịch sử nhân loại, khi bàn về sự hình thành và ứng dụng môn toán tại các khu vực khác nhau trên thế giới, phương Đông và Phương Tây.

Ngoài nguồn gốc, tác phẩm còn bàn đến sự phát triển của đại số và hình học, sự phát triển của chúng, sự kết hợp, các tên tuổi lớn trong ngành, cũng như sự tương quan giữa toán học với các ngành khoa học khác. 

Một trong những điểm giá trị khác của Sức mạnh vô hạn phiên bản Việt chính là phần Chỉ mục (Index) rất chi tiết, giúp bạn đọc dễ dàng tra cứu dựa trên từ khóa.

Phần Ghi chú mở rộng và Tư liệu tham khảo hơn 130 trang trọn vẹn như sách gốc, để bạn đọc có thể tra tìm và đọc thêm rất nhiều bài báo khoa học giá trị mà nếu tự tìm kiếm thì bạn đọc phổ thông rất khó tiếp cận.

Đây là cuốn sách đã lọt vào danh sách rút gọn Giải thưởng Sách Khoa học của Hội Hoàng gia Anh cho cuốn sách phổ biến khoa học hay nhất.