Một thời ứng dụng toán học và tư duy hệ thống vào các vấn đề của đất nước

Khi sang học tập, làm việc tại Liên Xô và các nước Đông Âu, một số nhà toán học xuất sắc của Việt Nam đã tiếp cận Điều khiển học và Khoa học Hệ thống - những lĩnh vực sử dụng toán học để nghiên cứu các hệ thống phức tạp, cách chúng vận hành và tương tác.

Trở về, họ mang theo thôi thúc đưa các phương pháp toán học và tư duy hệ thống ấy vào giải quyết những bài toán thực tế của đất nước, đặc biệt là quản lý kinh tế trong thời kỳ bao cấp. Từ đây, Điều khiển học và Khoa học Hệ thống bắt đầu được xây dựng và phát triển ở Việt Nam, và có thể nhìn lịch sử phát triển này theo bốn giai đoạn.

Giai đoạn hình thành nền tảng (1960-1975)

Sau khi trở về từ Liên Xô năm 1959, GS. Hoàng Tụy không tiếp tục thuần túy nghiên cứu giải tích mà chuyển sang Operations Research (vận trù học), nhằm dùng toán học để giải các bài toán thực tế của Việt Nam. Các nguồn về lịch sử khoa học ghi nhận ông là người đưa vận trù học vào Việt Nam và chính ông đặt tên tiếng Việt "vận trù học".

Về nước năm 1968 sau khi bảo vệ luận án tiến sĩ khoa học, GS Phan Đình Diệu phụ trách Bộ môn Điều khiển học (với hai nhóm "Lý thuyết automat và ngôn ngữ hình thức" và "Điều khiển tối ưu") của Viện Toán học (thành lập năm 1969) thuộc Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước.

Năm 1972, ông phụ trách Phòng Máy tính của Ủy ban với nhiệm vụ xây dựng những tập thể cán bộ không những biết sử dụng và khai thác máy tính lớn để phục vụ nhu cầu tính toán mà còn có khả năng nghiên cứu ở trình độ cao về một số hướng phát triển hiện đại của Khoa học Máy tính.

Giữa năm 1973, TSKH Nguyễn Thúc Loan về nước, thành lập và phụ trách Ban Điều khiển học thuộc Ủy ban. Ban điều khiển học đã tiến hành nhiều hoạt động, tiêu biểu là "Nghiên cứu xây dựng hệ thống tự động hóa trong nông nghiệp - ASU nông nghiệp" tại ba huyện Thanh Oai, Ba Vì và Mỹ Đức thuộc tỉnh Hà Tây, đồng thời triển khai ASU công nghiệp tại cảng Hải phòng.

Năm 1976, Viện Khoa học Tính toán và Điều khiển, thuộc Viện Khoa học Việt Nam, được thành lập trên cơ sở Phòng Máy tính và Ban Điều khiển học kể trên. Sự phối hợp chặt chẽ của khối điều khiển học với khối tính toán nhằm hiện thực hóa các thuật toán điều khiển trên máy tính điện tử là một bước đi tiên phong về Điều khiển học và Khoa học Máy tính ở Việt Nam.

Vào đầu những năm 1960, GS. Tạ Quang Bửu - khi đó là Phó chủ nhiệm Ủy ban Khoa học nhà nước và Thứ trưởng Bộ Quốc phòng - nhận thấy tầm quan trọng của toán ứng dụng, điều khiển học, máy tính điện tử và nhận định phải đào tạo đội ngũ khoa học cho các lĩnh vực này ngay trong nước. Với tầm nhìn chiến lược, ông đề xuất xây dựng Khoa Toán-Lý tại Đại học Bách khoa Hà Nội từ năm học 1968-1969 để đào tạo nguồn nhân lực này. GS. Trần Đại Nghĩa và GS. Tạ Quang Bửu [1] đã giao cho Toán-Lý Bách khoa nhiệm vụ đào tạo "kỹ sư Toán công trình", những người làm cầu nối giữa toán học và kỹ thuật với máy tính điện tử.

Trong 17 năm từ 1968 đến 1985, Khoa Toán-Lý đào tạo hai ngành Toán và Lý, mỗi ngành có hai lớp: Toán có Toán điều khiển và Toán tính, Lý có Vật lý chất rắn và Vật lý hạt nhân, mỗi lớp thường khoảng hơn 10 sinh viên được chọn lọc với điểm thi đại học cao và học trong 5 năm. Ngoài các môn học chung của cả bốn lớp, các môn học chung của ngành Toán và ngành Lý, mỗi ngành học chuyên sâu theo hướng khoa học hiện đại của thế giới lúc bấy giờ. Có thể nói nền tảng của toán ứng dụng, vận trù học, máy tính, điều khiển học đã hình thành ở Việt Nam từ những ngày này.

Giai đoạn thể chế hóa mạnh (1975-1982)

Viện Khoa học Việt Nam (nay là Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) được thành lập năm 1975, với nhiều viện nghiên cứu có nòng cốt từ các đơn vị cũ của Ủy ban Khoa học nhà nước. Năm 1976, Viện Khoa học Tính toán và Điều khiển do GS. Phan Đình Diệu phụ trách chung và TS. Nguyễn Thúc Loan phụ trách bộ phận Điều khiển học. Bộ phận này có Phòng Điều khiển lý thuyết (nghiên cứu lý thuyết điều khiển tự động, điều khiển tối ưu và toán học hệ thống lớn), Phòng Điều khiển kinh tế (ứng dụng toán học hệ thống và vận trù học vào quản lý sản xuất, mô phỏng và hoạch định chính sách kinh tế - xã hội, Phòng Kỹ thuật tự động (nghiên cứu và chế tạo các thiết bị, hệ thống tự động hóa phục vụ cho sản xuất công nghiệp và nông nghiệp).

Vào cuối những năm 1970 và đầu những năm 1980, khi trên thế giới máy vi tính còn chưa là sản phẩm hàng hóa phổ biến, đất nước lại đang trong tình trạng bị cấm vận, dưới sự chỉ đạo tâm huyết của GS. Phan Đình Diệu, nhóm các nhà khoa học trẻ của Viện Khoa học Tính toán và Điều khiển đã tự thiết kế, lắp ráp các máy vi tính VT80, VT81, và VT82, tự viết hệ điều hành cho máy, và tạo nên ngôn ngữ "BASIC Đồi Thông" cùng với chương trình dịch để sử dụng máy. Đó là những kết quả rất đáng tự hào của Tin học Việt Nam thuở ban đầu. Ngay từ những năm tháng này, tên gọi và hoạt động của Viện Khoa học Tính toán và Điều khiển đã cho thấy quan niệm và sự "hội tụ" rất sớm của Tính toán và Điều khiển, và rất gần với Khoa học Hệ thống.

Các lĩnh vực nghiên cứu liên quan đến Khoa học Hệ thống sớm được xây dựng tại Viện Toán học. Ngay từ năm 1970 khi được thành lập ở Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước, Viện đã có Phòng Vận trù học và lý thuyết tối ưu do GS Hoàng Tụy phụ trách, Phòng Xác suất và thống kê toán học, và các phòng chuyên môn này được tiếp tục tăng cường và mở rộng sau năm 1975.

Quyết định 131-CP ngày 29/4/1980 của Hội đồng Chính phủ về công nhận chức danh giáo sư đã xếp Điều khiển học vào nhóm Liên ngành toán học, máy tính, điều khiển học và cơ học lý thuyết.

Giai đoạn của tư duy hệ thống (1982 - 1989)

Ngày 15/7/1982, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Nghị định 115-HĐBT thành lập Trung tâm Phân tích hệ thống thuộc Viện Nghiên cứu Quản lý Kinh tế Trung ương (CIEM). Trung tâm do GS. Hoàng Tụy phụ trách, cùng đóng góp xây dựng và điều hành của GS. Nguyễn Khoa Sơn.

Trung tâm phân tích hệ thống có ba nhiệm vụ: (1) Nghiên cứu những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại về hệ thống; (2) Phân tích các dự đoán về tình hình kinh tế; (3) Đề ra các phương án giải quyết những vấn đề phức tạp về quản lý kinh tế có tính chất liên ngành. Trong những hoạt động của Trung tâm, năm 1987, GS Hoàng Tụy xuất bản sách Phân tích hệ thống và ứng dụng [2].

Năm 1988 Viện Toán học thành lập Trung tâm phối hợp nghiên cứu hệ thống. Đến cuối năm 1989, Trung tâm này giải thể, một số cán bộ chuyển về Phòng Tối ưu và từ đó hình thành Phòng Lý thuyết tối ưu và Hệ thống.

GS. Phan Đình Diệu tiếp cận Khoa học Hệ thống từ góc độ Tin học, Điều khiển học và Lý thuyết hệ thống lớn [3] trong khi GS. Hoàng Tụy tiếp cận từ góc độ Toán tối ưu và Vận trù học. Sự giao thoa của hai bộ óc lớn này đã tạo nên một thế hệ vàng các nhà nghiên cứu hệ thống tại Việt Nam những năm 1980-1990.

Sự đứt gãy từ sau 1990 đến nay

Việt Nam từng có một giai đoạn (1970-1989) trong đó tư duy Điều khiển học, Khoa học Hệ thống, Vận trù học, Tối ưu, Khoa học Máy tính và Phân tích hệ thống Kinh tế giao thoa mạnh qua các seminar khoa học. Nhưng Việt Nam chưa hình thành được một trường phái Khoa học Hệ thống độc lập, liên tục qua nhiều thế hệ. Sau 1990, dòng này phân rã thành các ngành chuyên môn về tổ chức và nghề nghiệp: Khoa học Hệ thống phân rã thành nhánh Tối ưu, Điều khiển và Tự động hóa; Viện Khoa học Tính toán và Điều khiển chuyển thành Viện Tin học (1989), rồi Viện Công nghệ Thông tin (1993).

Dưới đây là một vài suy nghĩ của người viết về các nguyên nhân của sự phân rã và trong chừng mực nào đấy là sự "đứt gãy" của Khoa học Hệ thống và Điều khiển học ở ta từ sau 1990 đến nay.

Một là, trước 1990 cơ chế kế hoạch hóa tạo ra nhu cầu tự nhiên đối với những bài toán tối ưu và điều phối ở quy mô lớn. Sau 1990 khi bỏ cơ chế tập trung bao cấp, tư duy và công cụ phân tích hệ thống và tối ưu hóa vĩ mô bị ảnh hưởng.

Trọng tâm quản lý chuyển từ điều khiển trực tiếp sang điều tiết và phân cấp. Thể chế quản lý nhà nước phân mảng mạnh mẽ theo bộ ngành và địa phương, không có nhu cầu đặt hàng các nghiên cứu mang tính tích hợp hệ thống liên ngành.
Hai là, khi Liên Xô và khối XHCN sụp đổ và nền kinh tế Việt Nam bước vào thị trường tự do sơ khai, nhu cầu thị trường ảnh hưởng lớn tới giới công nghệ. Các cơ quan nghiên cứu phải tự chủ tài chính, các bài toán mô hình hóa hệ thống vĩ mô nhường chỗ cho các dự án ngắn hạn như cài đặt mạng LAN, nhập khẩu linh kiện máy tính cá nhân (PC), phần mềm kế toán, quản lý bán hàng... Nền kinh tế bùng nổ với các thương mại nhỏ, không cần "tư duy hệ thống" mà cần các công cụ tác nghiệp vi mô.

Ba là, PC vào Việt Nam thập niên 1990 với giá rẻ và sự tiện lợi. Nhưng vì công nghiệp chưa phát triển, PC không được nối vào các dây chuyền sản xuất hay hệ thống điều khiển tự động. Trong nhận thức của số đông, Tin học bị thu hẹp thành soạn thảo văn bản, nhập bảng tính Excel, lưu trữ dữ liệu... Khi hàng triệu người dùng hằng ngày chỉ thao tác với văn bản và số liệu đơn lẻ, tư tưởng hệ thống bị "đám đông hóa" và phân rã [4].

Bốn là, sự đứt gãy thế hệ. Thế hệ khai phá lùi về sau, các nhà khoa học thuộc "thế hệ vàng" bước vào tuổi nghỉ hưu hoặc chuyển trọng tâm sang phản biện chính sách xã hội và giáo dục. Thế hệ kế cận bị cuốn vào dòng chảy thị trường. Thế hệ chuyên gia trẻ được đào tạo bài bản nhưng nhiều người sau đó bị cuốn vào làn sóng gia công phần mềm cho nước ngoài bắt đầu bùng nổ từ cuối thập niên 1990. Gia công phần mềm mang lại doanh thu và việc làm nhanh chóng, nhưng bản chất là làm theo các mô-đun nhỏ được phân công từ bên ngoài, khiến tư duy kiến trúc hệ thống tổng thể càng bị triệt tiêu.

Sự phân rã của Khoa học Hệ thống tại Việt Nam sau năm 1990 không phải vì bản thân lý thuyết đó sai hay lạc hậu, mà vì nó bị mất đi hạ tầng thể chế, hạ tầng công nghiệp và môi trường ứng dụng tương thích, đồng thời bị làn sóng PC "vi mô hóa" làm xói mòn nhận thức.

Lãnh đạo đất nước với Toán học, Điều khiển học và Khoa học Hệ thống

Ngày 30/7/1969, chỉ hơn một tháng trước lúc qua đời, "Chủ tịch Hồ Chí Minh tiếp nhà toán học Hoàng Tụy, nghe báo cáo dự án vận trù học, góp phần giải quyết tình trạng xếp hàng rồng rắn" [5].

Trong đường lối và các văn kiện do Tổng bí thư Lê Duẩn trình bày, khoa học-kỹ thuật được đặt ở vị trí then chốt; các bài toán lớn của nền kinh tế được xem là đối tượng của nghiên cứu liên ngành; và toán kinh tế, hệ thống thông tin, điều khiển học được xác định là những công cụ cần nghiên cứu áp dụng vào kế hoạch và quản lý: "nghiên cứu áp dụng toán kinh tế và điều khiển học trong công tác kế hoạch" hay "hoàn thành dứt điểm một số công trình nghiên cứu có tính chất liên ngành, đem lại giải đáp khoa học, kỹ thuật cho những bài toán kinh tế lớn đang đặt ra..." [6].

Thủ tướng Phạm Văn Đồng là người đặc biệt trân trọng tri thức của các nhà toán học. Ông thường xuyên mời GS. Tạ Quang Bửu, GS. Hoàng Tụy và GS. Phan Đình Diệu đến làm việc trực tiếp tại Văn phòng Chính phủ để nghe tham vấn. Nhận thức rõ tầm quan trọng của tư duy điều khiển và tối ưu hóa trong quản lý kinh tế, Thủ tướng Phạm Văn Đồng đã chỉ đạo và tạo mọi điều kiện để thành lập Viện Toán học (1970) và Viện Khoa học Tính toán và Điều khiển (1977), đặt nền móng thể chế cho các ngành khoa học này [7].

Trong giai đoạn khủng hoảng kinh tế giữa thập niên 1980, mô hình kinh tế kế hoạch hóa tập trung lộ rõ sự xơ cứng của một hệ thống tuyến tính không có cơ chế phản hồi. Trong quá trình chuẩn bị Văn kiện Đại hội VI (1986), các phân tích hệ thống về cơ chế giá - lương - tiền, sự cần thiết của quản lý theo quy luật thị trường và tính thích ứng phi tuyến do GS. Hoàng Tụy, GS. Phan Đình Diệu cùng các cộng sự đề xuất đã cung cấp luận cứ khoa học vững chắc, giúp Lãnh đạo Đảng đi đến quyết định lịch sử: xóa bỏ cơ chế tập trung bao cấp, chuyển sang nền kinh tế thị trường định hướng XHCN. Ghi lại điều này, GS Hoàng Tụy đã viết, "Những ý kiến phản biện thời đó tuy còn gây nhiều băn khoăn và thậm chí nghi ngại ở một số người, nhưng rất may mắn là đã được một số đồng chí lãnh đạo cấp cao có tầm nhìn cởi mở (như đồng chí Trường Chinh, đồng chí Phạm Văn Đồng, đồng chí Võ Văn Kiệt...) chú ý lắng nghe. Việc tiếp nhận những luận cứ khoa học từ thực tiễn và giới trí thức đã góp phần quan trọng vào sự thay đổi tư duy lịch sử tại Đại hội VI (1986)." [8]