"Bay cùng toán học - Không gian 4 chiều"

Với niềm đam mê toán học, ông Trần Ninh (SN 1958, trú phường An Khê, quận Thanh Khê), kỹ sư xây dựng cầu đường, đã nghiên cứu và chứng minh thành công không gian 4 chiều trong toán học và công thức chia ba một góc, phát triển thành công thức tổng quát chia (2n+1) một góc bất kỳ được tập hợp trong công trình “Bay cùng toán học - Không gian 4 chiều”. Nghiên cứu này có ý nghĩa rất lớn không chỉ đối đối với toán học mà còn góp phần trong nghiên cứu toán học trên lĩnh vực kỹ thuật.

Ông Trần Ninh với cuốn sách "Bay cùng toán học - Không gian 4 chiều”. Ảnh: X.H

Có niềm đam mê với toán học từ nhỏ, ông Ninh luôn mong muốn lan tỏa niềm yêu thích và đưa toán học gần gũi hơn với các thế hệ học sinh. Tuy vậy, con đường học tập của ông Ninh lại gặp vô vàn khó khăn, thử thách. Năm 1976, ông Ninh lên đường nhập ngũ, bỏ dỡ con đường học khi mới chỉ lớp 11. Trở về sau 4 năm, ông bắt đầu con đường học bổ túc lớp 12. Mãi đến 22 năm sau, ông mới chạm tay vào “cánh cửa” Đại học Xây dựng và tốt nghiệp đại học hệ tại chức năm 2008 là kỹ sư xây dựng chuyên ngành cầu đường.

Dù không theo học ngành chuyên sâu về toán, nhưng với những kiến thức toán học trong chương trình đại học và niềm đam mê từ nhỏ, năm 2009, ông Ninh bắt tay vào giải những bài toán cổ đại Hy Lạp mà đến nay chưa có lời giải. Quá trình giải quyết các bài toán đó đã giúp ông tìm ra và kiểm chứng các công thức toán học bằng công cụ máy tính.

Theo ông Ninh, không gian 4 chiều là không gian được biểu diễn bằng 4 véctơ đồng quy không đồng phẳng, là không gian của một không gian 3 chiều tĩnh và một véctơ v. Không gian 4 chiều chứa ít nhất 2 không gian 3 chiều (x,y,z) và (x’,y’,z’) thuộc hai hệ quy chiếu không đồng nhất. Các phép toán trong không gian 4 chiều được thực hiện bởi sự tích hợp của 2 hệ quy chiếu 3 chiều thông qua  vectơ v là đại lượng chỉ về hướng và tốc độ là chiều thứ 4  so với 3 chiều tạo ra thể tích vật thể. “Phần chứng minh bằng toán học cho không gian 4 chiều hoàn toàn mới mẻ, giúp chúng ta có thể xác định được không gian 4D đang tồn tại hiển nhiên trong cuộc sống mà không còn mơ hồ với những giả thuyết mang tính tâm linh chủ quan, bởi toán học đã chứng minh sự tồn tại không gian n chiều”, ông Ninh cho biết.

Cùng với đó, từ việc chia ba một góc bất kỳ, ông Ninh còn phát triển thành công thức tổng quát chia (2n+1) một góc bất kỳ với n nguyên dương. Đây là một nghiên cứu và phát hiện mới chưa có trong nguồn toán học, công thức tổng quát cho phép chia các góc có số đo không nguyên, dùng cho đơn vị đo góc kể cả phút và giây. Công thức cũng dựng chính xác đa giác đều 17 cạnh nội tiếp trong đường tròn thay cho cách dựng bằng công thức của nhà toán học Carl Friedrich Gauss.

Việc biến đổi công thức lượng giác cho góc chia ba cũng mang ý nghĩa bảo đảm tính đối xứng thuận nghịch trong toán học, có nghĩa là khi đã có công thức nhân ba thì nhất định phải tồn tại công thức chia ba. Với phần nghiên cứu và thiết lập công thức tổng quát, đồng thời sử dụng Software là công cụ thay cho thước kẻ và compa để xác định việc chia góc góp phần bổ sung và hoàn thiện cho toán học sơ cấp cơ bản. Đồng thời, phát triển hướng nghiên cứu mới “Thiết lập mặt bằng căn thức” để dựng độ dài các đoạn thẳng có số đo là các số vô tỷ.

Theo ông Ninh: “Nếu áp dụng trực quan, toán học sẽ dễ tiếp thu và gần gũi với các em học sinh hơn. Từ đó, giúp các em sẽ hình thành tư duy logic từ nhỏ và tìm được niềm đam mê trong môn học này. Bản thân tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu những bài toán học đang dở dang của thế giới để tìm ra những chân trời mới của toán học”.

Với những kết quả đạt được, công trình được phản biện lần đầu tại Đại học Đà Nẵng năm 2013. Sau đó, những nội dung nghiên cứu của ông tiếp tục được phản biện và báo cáo trước hội nghị nghiên cứu và giảng dạy toán học phổ thông lần thứ nhất của Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh và được đăng tải trên các tạp chí nghiên cứu chuyên sâu trong nước và ngoài nước. Tháng 11-2022, Cục Bản quyền tác giả (Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch) đã cấp quyền đăng ký tác giả cuốn sách “Bay cùng toán học - Không gian 4 chiều” cho ông Trần Ninh.

XUÂN HẬU