Người khổng lồ của khoa học Xô viết

Chủ tịch Viện hàn lâm khoa học Liên Xô-Mstislav Keldysh không chỉ là nhà lí thuyết chính của ngành vũ trụ Xô viết, mà còn là nhà toán học và cơ học lỗi lạc, người đảm bảo toán học cho chế tạo bom nguyên tử đầu tiên của Liên Xô, tác giả một trong hai dòng tên lửa xuyên lục địa-tên lửa có cánh, nhà  tổ chức khoa học lỗi lạc.

Nhà toán học và cơ học lỗi lạc

Mstislav Keldysh sinh ngày 10 tháng 2 năm 1911 tại Riga, tỉnh Liflianskaja, nước Nga trong một gia đình dòng dõi tướng lĩnh và giàu truyền thống khoa học. Ông nội, ông ngoại đều làm đến cấp tướng thời Sa hoàng. Bố ông –Mikhain , giáo sư, thiếu tướng, chuyên gia hàng đầu của ngành xây dựng Nga. Chị gái -viện sĩ Ludmila Keldysh và chồng -viện sĩ Pyotr Novikov là những nhà toán học Xô viết nổi tiếng, con trai họ- Sergei Novikov- giải thưởng Field năm 1970.

Hai mươi tuổi, tốt nghiệp đại học tổng hợp Lomonosov chuyên ngành giải tích hàm và lí thuyết tập hợp, nhưng Keldysh đã không gia nhập trường phái toán lí thuyết rất nổi tiếng của Luzin mà tình nguyện về làm việc tại Viện khí-thủy động lực học Trung ương thuộc Bộ Công nghiệp hàng không (SAGI), nơi đang có một đội ngũ các nhà toán học và cơ học tài năng làm việc để giải quyết các bài toán được đặt ra bởi sự phát triển vũ bão của ngành hàng không khi đó. Quyết định này đã mở đầu cho sự nghiệp khoa học đồ sộ sau này của ông.

Tại SAGI, chỉ sau một thời gian ngắn Keldysh đã lần lượt công bố các công trình xuất sắc về lí thuyết va chạm vật thể với chất lỏng, khái quát công thức Dzukovski, chuyển động của vật thể dưới bề mặt chất lỏng, sự dao động của các thiết bị bay v.v. Từ những công trình đó không chỉ cho phép giải quyết thành công các vấn đề kỹ thuật cấp bách mà còn từ đó xây dựng nên các hướng toán học mới, chẳng hạn từ việc giải quyết hiện tượng rung của máy bay ông đã xây dựng nên lí thuyết các toán tử không tự liên hợp.

Keldysh đã có những đóng góp hết sức cơ bản vào ba lĩnh vực toán học: lí thuyết hàm biến số phức [xây dựng lí thuyết ánh xạ bảo giác, lí thuyết xấp xỉ hàm biến phức-ở đây đã có những định lí kinh điển mang tên ông], giải tích hàm [xây dựng lí thuyết phổ các toán từ không tự liên hợp], phương trình vi tích phân [lí thuyết các phương trình elliptic và vi tích phân]. Keldysh còn đạt nhiều  thành tựu đặc sắc trong các hướng toán học riêng lẻ như phát triển lí thuyết ổn định nghiệm của bài toán Dirichlet, phát triển các định lí Taubert, một loại định lí có rất nhiều ứng dụng mang tên nhà toán học Đức.  Keldysh còn là tác giả của phương pháp tính toán cho dự án bom nguyên tử và nhiều dự án nghiên cứu vũ trụ sau này, đồng thời là người đặt hàng lớn nhất của ngành chế tạo máy tính của Liên Xô nên ông được coi là một trong những người sáng lập hướng toán học mới của Liên Xô-toán học tính toán.

Cống hiến của Keldysh trong cơ học và toán học đã nhanh chóng được thừa nhận: Với loạt công trình giải quyết hiện tượng rung của máy bay ông đã được trao giải thưởng Stalin; năm 1946 ở tuổi 35  ông đã được bầu là viện sĩ chính thức của Viện hàn lâm khoa học Liên Xô.

Chương trình  phòng  thủ  “Lá chắn hạt nhân-tên lửa”

Cục diện đối đầu Xô-Mỹ sau Chiến tranh Thế giới thứ hai, sự kiện Mỹ sở hữu vũ khí hạt nhân và ném hai quả bom nguyên tử xuống Nhật Bản năm 1945 buộc các nhà lãnh đạo Liên Xô coi  nhiệm vụ xây dựng hệ thống phòng thủ “Lá chắn hạt nhân-tên lửa” là nhiệm vụ quốc gia có tầm quan trọng hàng đầu.

Tháng 3/1946 Chính phủ Liên Xô thông qua dự án sản xuất bom nguyên tử, bổ nhiệm viện sĩ Kurchatov làm nhà lãnh đạo dự án đó và tháng sáu năm đó -chương trình “Vũ khí tên lửa”, bổ nhiệm Sergei Korolov làm chủ tịch Hội đồng các tổng công trình sư kiêm tổng công trình sư tên lửa đạn đạo. Kurchatov và nhiều nhà khoa học, kĩ sư xuất sắc và các tổ chức nghiên cứu được huy động vào thực hiện các nhiệm vụ này.

Viện sĩ Vinogradov –nguyên Viện trưởng Viện toán học Steklov nhớ lại “Vào một ngày năm 1946, Hariton, nhà vật lí lỗi lạc, một trong những nhà lãnh đạo dự án bom nguyên tử đến gặp tôi đề nghị giới thiệu một nhà toán học có khả năng giải quyết những vấn đề toán học cho dự án này. Tôi nói với Hariton “Keldysh, người giỏi hơn bất kì ai trong mọi vấn đề ứng dụng toán học”.

Trong việc chế tạo bom nguyên tử, nhiệm vụ phức tạp nhất mà toán học Xô viết phải đối mặt lúc đó là xây dựng mô hình toán học để phát hiện các hiện tượng xảy ra trong các phản ứng hạt nhân và thực hiện các tính toán. Nhờ làm chủ các công cụ toán học và khả năng xâm nhập nhanh chóng vào các vấn đề của vật lí hạt nhân  Keldysh đã cùng các nhà vật lí trong dự án đã xây dựng thành công mô hình, vấn đề còn lại là từ mô hình tiến hành các tính toán. Nhưng khối lượng tính toán khổng lồ tới mức các phương tiện tính toán khi đó không đủ khả năng đáp ứng. Keldysh đã thành lập ban tính toán phục vụ mục tiêu này với thành phần gồm các nhà toán học thuộc phòng Toán học ứng dụng của Viện Hàn lâm khoa học Liên Xô (phòng này do Keldysh phụ trách, được thành lập theo chỉ thị của chính Stalin, có nhiệm vụ đảm bảo tính toán cho các vấn đề năng lương nguyên tử và kĩ thuật tên lửa- nó được giữ bí mật trong suốt thời kì chiến tranh lạnh. Năm 1953 trên cơ sở  của  phòng  này đã  thành  lập  Viện  toán  ứng  dụng). Vấn đề đặt ra là phải nghiên cứu sáng tạo ra các phương pháp tính toán mới trong điều kiện phương tiện hạn chế. Vai trò của Keldysh  không chỉ ở tổ chức, ông còn là tác giả chính của  phương pháp tính toán được sử dụng để giải quyết thành công nhiệm vụ đặt ra. Về thực chất phương pháp tính toán được ông sáng tạo chính là phương  pháp tính toán phân bố được sử dụng rộng rãi ngày nay.

Năm 1949 Liên Xô thử thành công bom nguyên tử và năm 1953 thử thành công bom nhiệt hạch (trước cả Mỹ). Trong cả hai thành tựu này có cống hiến to lớn của Keldysh và vì những cống hiến to lớn đó năm 1956 ông được phong danh hiệu Anh hùng lao động xã hội chủ nghĩa lần thứ nhất.

Cũng trong năm 1946, trong khuôn khổ triển khai chương trình “vũ khí tên lửa” Keldysh được bổ nhiệm làm giám đốc Viện hàng không phản lực Trung ương- chuyên nghiên cứu chế tạo các loại động cơ phản lực. Sau khi tiếp nhận nhiệm vụ mới  Keldysh đã cùng các chuyên gia về kĩ thuật tên lửa tiến hành phân tích và đi đến kết luận:  kĩ thuật tên lửa cho đến năm 1945 (không chỉ ở Nga, kể cả ở Đức và Mỹ) đã lạc hậu, mục tiêu chế tạo tên lửa xuyên lục địa đòi hỏi những nghiên cứu hoàn toàn mới về nguyên tắc trên tất cả các phương diện: cấu trúc, động cơ, nhiên liệu, hệ thống điều khiển, bệ phóng. Trong triển khai những nội dung mới này Keldysh là tác giả của nhiều ý tưởng mới như kết hợp động cơ phản lực sử dụng nhiên liệu lỏng với động cơ phản lực lên thẳng ứng dụng vào kĩ thuật tên lửa, buồng đốt, hệ thống tiếp nhiên liệu hình cầu, bãi thử nghiệm kiểu mới. Năm 1953 trên cơ sở những thành tựu nghiên cứu đã đạt được, nhận thấy những điều kiện cơ bản cho chế tạo loại tên lửa có cánh đã hình thành, Keldysh đã đề xuất dự án chế tạo tên lửa này và năm 1954 đã được Chính phủ Liên Xô phê duyệt. Đầu năm 1957 đã tiến hành hàng loạt cuộc phóng thử và sau các thử nghiệm điều chỉnh đến năm 1960 hai cuộc phóng với tầm xa 6500km đã thành công. Cùng thời gian này Mỹ cũng đã thử nghiệm tên lửa có cánh song thất bại.

Nhà lí thuyết chính của ngành  vũ trụ Xô viết

Với việc phóng vệ tinh nhân tạo Trái đất đầu tiên, thực hiện chuyến bay sớm nhất của con người vào vũ trụ, đưa máy tự hành “Lunokhod” lên khảo sát  bề mặt Mặt trăng, các chuyến bay tới sao Hỏa và sao Kim, thực hiện đi bộ và lắp ghép các trạm vũ trụ trong không trung, đã đưa Liên Xô lên vị trí hàng đầu và đặt nền móng cho công cuộc chinh phục vũ trụ, một trong những thành tựu vĩ đại nhất của nhân loại trong thế kỷ XX. Những thành tựu này trước hết là công lao của các nhà khoa học, các công trình sư, kĩ sư Xô viết dưới sự lãnh đạo của hai con người lỗi lạc: Sergei Korolov-tổng công trình sư chính và Mstislav  Keldysh –nhà lí thuyết chính.

Keldysh với vai trò là nhà tư tưởng và nhà lí thuyết chính ngay từ đầu đã đảm đương nhiệm vụ tổ chức xây dựng luận cứ cho các chương trình chinh phục vũ trụ ngắn hạn và dài hạn, bắt đầu từ chương trình phóng vệ tinh nhân tạo quanh Trái đất cho đến các chương trình đưa con người đầu tiên vào vũ trụ, thám hiểm Mặt trăng và các hành tinh của hệ Mặt trời. Đặc biệt báo cáo của ông và Corolov gửi Chính phủ Liên Xô năm 1959 “ Về triển khai các nhiệm vụ nghiên cứu khoa học và thiết kế -thử nghiệm trong lĩnh vực chinh phục vũ trụ” đã trở thành tài liệu lịch sử, trong đó đã xác định mục tiêu, những khả năng phát triển, các nhiệm vụ khoa học kĩ thuật và khả năng ứng dụng  những thành tựu chinh phục vũ trụ vào nền kinh tế quốc dân. 

Kiến thức khoa học rộng lớn và sâu sắc cùng trực giác thiên tài đã giúp ông lựa chọn phương án đúng trong nhiều phương án, đề xuất nhiều ý tưởng và phương pháp, trong đó có các vấn đề toán học phức tạp liên quan đến việc xây dựng và hoàn thiện lí thuyết, tính toán: thiết kế và chế tạo các con tàu vũ trụ, chế tạo các loại tên nhiều tầng để đưa các con tàu vũ trụ lên quĩ đạo, các vệ tinh nhân tạo làm trạm trung chuyển cho những chuyến bay tới các hành tinh xa, các phương pháp đổ bộ tàu vũ trụ xuống các hành tinh cũng như hạ cánh xuống Trái đất an toàn, các tổ hợp phóng, các tổ hợp vô tuyến mặt đất đảm bảo việc xác định quĩ đạo, hệ thống liên lạc tin cậy và điều khiển các chuyến bay, cơ sở sản xuất-thử nghiệm thiết bị, giải quyết vấn đề không trọng lượng và nhiều vấn đề khác.

Năm 1961, sau chuyến bay đầu tiên của con người vào vũ trụ (12/4/1961) thành công,  Keldysh đã được phong tặng danh hiệu Anh hùng lao động xã hội chủ nghĩa lần thứ hai. Trước đó, năm 1960, ông được bổ nhiệm làm Chủ tịch Ủy ban liên ngành về nghiên cứu vũ trụ và ông đã lãnh đạo ngành vũ trụ Liên Xô cho đến khi qua đời.

Nhà tổ chức khoa học lỗi lạc

Keldysh đã đóng vai trò vô cùng to lớn trong công cuộc chinh phục vũ trụ không chỉ với tư cách nhà khoa học, nhà lí thuyết chính mà còn là một nhà tổ chức lỗi lạc. Ông đã biết huy động mọi tiềm lực, tổ chức hợp tác hiệu quả giữa các cơ sở nghiên cứu và các tập thể khoa học, thành lập và lãnh đạo các nhóm khoa học. Theo viện sĩ Okhomski, người đã có nhiều năm làm việc cùng Keldysh, phần lớn các tập thể và nhân lực phục vụ cho nghiên cứu vũ trụ đều do Keldysh thành lập và lựa chọn, và sự lựa chọn này tỏ ra rất chính xác. Điều đó là nhờ khả năng hiểu biêt sâu sắc  các vấn đề khoa học kĩ thuật trong lĩnh vực vũ trụ, khả năng đánh giá con người, uy tín cá nhân to lớn của ông và khả năng biết tổ chức công việc. Năm 1961 Keldysh trở thành chủ tịch Viện Hàn lâm khoa học Liên Xô.

Và trong giai đoạn 1961-1975, khi ông là chủ tịch, Viện hàn lâm khoa học đã thực sự trở thành bộ tham mưu của khoa học Xô viết; khoa học đã đạt nhiều thành tựu xuất sắc ở nhiều lĩnh vực, công cuộc chinh phục vũ trụ tiếp tục đạt được những thành tựu vĩ đại. Ông còn có công lớn trong việc chống lại hiện tượng ngụy khoa học và khôi phục lại vị trí xứng đáng cho các lĩnh vực sinh học, di truyền và điều khiển học. Năm 1971 ông lại được Chính phủ Liên Xô tặng danh hiệu Anh hùng Lao động XHCN lần thứ ba vì những  cống hiến to lớn trong phát triển nền  khoa  học kĩ thuật Xô viết.

Từ cuộc đời của Keldysh

Mstislav Keldysh đã đi vào lịch sử như một người khổng lồ của khoa học Xô viết và thế giới. Theo Nikita Moiseev-nhà toán học Xô viết lỗi lạc, chỉ riêng trong toán học, một loạt công trình xuất sắc về lí thuyết hàm biến phức và toán tử không tự liên hợp vào những năm ba mươi của thế kỷ trước, khi Keldysh chưa vượt quá tuổi ba mươi, đã đưa ông vào hàng ngũ “những nhà toán học “xuất sắc nhất” trong “đội tuyển thế giới” về toán. Tài năng của ông cũng hết sức đặc biệt, đó là khả năng giải quyết nhanh chóng các vấn đề khoa học kĩ thuật cụ thể đồng thời lại có tầm nhìn xa trông rộng, khả năng thấu hiểu và sáng tạo ở nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau,  ông là “cái máy chính hiệu sản xuất các ý tưởng” như lời đánh giá của các đồng nghiệp.

Cống hiến thực tiễn của  Keldysh đối với Nhà nước Xô viết và nhân loại là rất lớn. Ông đã cùng Kurchatov và Korolov [được mệnh danh là huyền thoại ba K của khoa học Xô viết] xây dựng và lãnh đạo thực hiện thành công hệ thống phòng thủ “Lá chắn  hạt nhân-tên lửa”, góp phần quyết định vào hình thành thế cân bằng chiến lược Xô-Mỹ và giữ gìn hòa bình thế giới. Ông là một trong những cá nhân chủ chốt mở ra kỷ nguyên chinh phục vũ trụ, biến ước mơ lâu đời của con người thành hiện thực.

M. Keldysh là hiện thân của lòng yêu nước và tinh thần dấn thân. Năm 1936 anh trai- Mikhail Keldysh-bị bắt và bị xử bắn. Bản thân Keldysh không ít lần bị những kẻ “mượn gió bẻ măng” tìm cách đuổi ra khỏi Đại học Lomonosov [ông đồng thời là GS đại học này]. Nếu là người bình thường hẳn đã suy sụp hoặc mang hận thù với chế độ và đất nước. Nhưng lòng yêu nước, yêu khoa học và sự thấu hiểu nguy cơ của đất nước trước họa phát xít đang đến gần đã giúp ông vượt qua tình riêng để cống hiến tài năng, sức lực to lớn cho Tổ quốc. Cả đời ông đã làm việc theo nhu cầu của đất nước, hi sinh cả nhu cầu sáng tạo cá nhân và cả tăm tiếng trong xã hội, ông đã sống một cuộc đời hết sức giản dị và gần như không có nghỉ ngơi (từ năm 1946, khi ông bắt đầu vào chương trình lá chắn hạt nhân tên lửa, tên tuổi ông đã biến mất khỏi các phương tiện truyền thông, từ năm 1961 xã hội chỉ biết đến ông với tư cách là vị chủ tịch Viện hàn lâm khoa học, thường được hiểu như một vị trí hành chính đơn thuần. Có thể vì thế người ta đã không đánh giá đúng cống hiến vô cùng to lớn của ông cho khoa học, đất nước và nhân loại). Keldysh được lãnh đạo Liên Xô hết sức tin tưởng và nể trọng. Khi ông bị bệnh tim nặng, Tổng bí thư ĐCS Liên Xô đã chỉ thị “không tiếc bất kì điều gì cho Keldysh” và Chính phủ Liên Xô đã mời DeBakey – chuyên gia phẫu thuật hàng đầu thế giới người Mỹ sang mổ cho ông [Năm 1996 DeBakey lại được mời làm cố vấn cho cuộc phẫu thuật tim cho Tổng thống Nga Elsin]. Vị bác sĩ huyền thoại này rất khâm phục tài năng và nhân cách của Keldysh, đã coi Keldysh là “bệnh nhân chính” trong số hơn 50.000 người ông đã phẫu thuật trong suốt 75 năm hành nghề của mình.

M. Keldysh mất năm 1978 thọ 67 tuổi. Nguyên nhân cái chết của ông vẫn còn là một bí ẩn. Sau khi mất thi hài ông được an táng bên chân tường Điện Kremli, nơi an nghỉ các lãnh tụ và anh hùng của Nhà nước Xô viết. Tên ông được đặt cho một quảng trường ở Moscow, đường phố ở thành phố Dzukovski và Riga, Viện toán ứng dụng thuộc Viện hàn lâm khoa học Liên Xô, trung tâm nghiên cứu tên lửa – vũ trụ, huy hiệu trên Mặt trăng, một hành tinh nhỏ (hành tinh 2188 Keldysh), nhiều giải thưởng và huân chương khoa học.