Những nan đề của toán học Việt Nam

Trên con đường khám phá cái đẹp riêng biệt của toán học, các nhà nghiên cứu Việt Nam có khi nào nghĩ đến những bài toán ứng dụng ngoài thực tế và việc đáp ứng các nhu cầu của xã hội? Vấn đề đằng sau câu hỏi mà nhiều người vẫn thường nghĩ đến này thực ra còn phức tạp hơn người ta tưởng, thậm chí giải pháp cho nó không phải lúc nào cũng nằm trọn vẹn trong tay người làm toán.

Ngày hội toán học mở là một trong những hoạt động tổ chức nhằm khơi gợi tình yêu toán học ở học sinh phổ thông.

Không hẹn mà gặp, tọa đàm “Hợp tác trong đào tạo và nghiên cứu Toán học tại Việt Nam, bài học kinh nghiệm và tiềm năng phát triển” do Viện Toán học (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) tổ chức vào ngày 25/9/2020 và tọa đàm “Nghiên cứu và đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực vật lý” do Hội đồng ngành Vật lý (Hội đồng giáo sư nhà nước), Hội đồng ngành Vật lý Quỹ NAFOSTED và trường Đại học Phenikaa tổ chức trước đó hai tháng cùng phản ánh một nỗi niềm chung của những người làm nghiên cứu: vai trò của lĩnh vực khoa học họ đang theo đuổi trong xã hội như thế nào? liệu lĩnh vực của họ có thể đóng góp gì cho một xã hội có tốc độ thay đổi chóng mặt như hiện nay? Đó cũng là suy tư gói gọn trong câu hỏi “Ích gì, toán học?” mà giáo sư Hà Huy Khoái từng chia sẻ trên Tia Sáng năm 2016, nhân dịp kỷ niệm 5 năm ngày thành lập Viện Nghiên cứu cao cấp về toán (VIASM).

Dường như tại Việt Nam, còn ít người nhận thức đúng về sự cần thiết của toán học, mặc dù trên thế giới, nó được đánh giá là “Không có lĩnh vực khoa học nào thâm nhập và ảnh hưởng đến các lĩnh vực của cuộc sống và công việc như toán học. Từ chế tạo ô tô đến phân làn đường, từ mua bán trong siêu thị đến kiến trúc, từ dự báo thời tiết đến nghe MP3, từ đi tàu đến Internet – tất cả đều là toán!” ¹. Đó là lý do vì sao, các nhà toán học đã cùng nhau đánh giá bối cảnh xã hội và vai trò của toán, đặc biệt là toán ứng dụng và ứng dụng toán, tại cuộc tọa đàm diễn ra ở Viện Toán học, nơi những bậc tiền bối như giáo sư Lê Văn Thiêm, Hoàng Tụy… đã gây dựng nên.

Dùng toán đúng lúc, đúng chỗ

Câu chuyện làm toán ứng dụng – dùng các kiến thức toán học để áp dụng trong những lĩnh vực khoa học, kinh tế xã hội khác nhau, bên cạnh việc làm toán học thuần túy – vì muốn khám phá vẻ đẹp của toán học, là điều đã và đang xuất hiện tại Việt Nam. Tuy không được nhiều người biết đến nhưng toán học đã là công cụ hữu ích để góp phần giải quyết những bài toán cụ thể của xã hội, ví dụ như giáo sư Lê Văn Thiêm cùng học trò đã ứng dụng các phương pháp toán học vào các bài toán kỹ thuật liên quan tới các vấn đề nổ mìn định hướng phục vụ giao thông thời chiến, xây dựng khu gang thép Thái Nguyên… cũng như tính toán các bài toán dòng chảy nước mặt, nước ngầm phục vụ thiết kế và xây dựng nhiều công trình thủy điện và quy hoạch ĐBSCL; giáo sư Hoàng Tụy không chỉ dùng vận trù học để làm giảm việc xếp hàng mua bia mà còn đưa việc vận trù học “vận dụng vào kế hoạch hóa và quản lý kinh tế vĩ mô” trong những năm 1970, và “có đóng góp tích cực vào việc xây dựng một cách nhìn thực tế và một tiếp cận khoa học đối với các vấn đề kinh tế xã hội nhằm đưa đất nước vượt qua các khó khăn, ra khỏi cuộc khủng hoảng” ².

Giáo sư Lê Tuấn Hoa. Ảnh: Hoàng Nam

Những bài toán thực tế mà toán học có thể tham gia muôn hình vạn trạng. Tuy nhiên, người ta vẫn cứ hỏi nhau câu hỏi tưởng chừng muôn thuở “học toán để làm gì”, “toán có thể làm được gì”?. Trong cuộc trao đổi năm 2014 với giáo sư Ngô Bảo Châu (giám đốc khoa học Viện nghiên cứu cao cấp về toán), giáo sư Ngô Quang Hưng (ĐH Bang New York ở Buffalo, Mỹ) cho rằng “sẽ khá oái oăm khi người ta lên Facebook bằng iPhone, rồi hỏi Toán có ứng dụng gì trong cuộc sống không?”. Tại buổi tọa đàm ở Viện Toán học, câu hỏi đó lại dấy lên giữa những người làm toán. Không trả lời trực tiếp vào câu hỏi này, giáo sư Vũ Hà Văn, giám đốc khoa học Viện nghiên cứu Dữ liệu lớn, chỉ kể câu chuyện của Viện Dữ liệu lớn “được thành lập cách đây hai năm với hướng đi chính là làm sao để tạo ra tác động lớn từ nguồn dữ liệu của người Việt, chủ yếu công cụ đang sử dụng chủ yếu là toán học, học máy”. Ở đây, các thuật toán sẽ giúp những nhà nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực như khoa học dữ liệu, tin sinh học, sinh học phân tử, công nghệ gene… tạo ra những sản phẩm rất cụ thể nhưng không ít tham vọng như lập bản đồ gene người Việt trên 1000 mẫu, cơ sở để góp phần đem đến những ứng dụng rộng rãi trong y học chính xác – một phương thức chẩn đoán, điều trị tiên tiến của ngành y mới được áp dụng một cách đơn lẻ ở Việt Nam; hay phát triển và huấn luyện các hệ AI nhằm khai thác kho dữ liệu hình ảnh y tế hết sức phong phú và sẵn có ở các bệnh viện từ địa phương đến trung ương như chụp X quang, cộng hưởng từ… qua đó giúp công việc chẩn đoán bệnh của các bác sĩ hiệu quả và chính xác hơn.

Chuyện làm toán ứng dụng và chuyển giao sản phẩm cho doanh nghiệp cũng đã xuất hiện trong các trường đại học. Ví dụ mới đây, Khoa Toán Cơ Tin (trường ĐH Khoa học tự nhiên, ĐHQGHN) đã chuyển giao cho công ty Med Aid sản phẩm AI Contour – một thuật toán học sâu hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh bằng việc khoanh vùng các bộ phận cơ thể với độ chính xác 92% ở vùng đầu và ngực, 83% ở vùng bụng. AI Contour hứa hẹn là công cụ hữu hiệu giúp các bác sĩ lập kế hoạch xạ trị cho bệnh nhân ung thư khi đạt được những kết quả đó trong vòng 30 giây.

Giáo sư Vũ Hà Văn đề cập đến việc sử dụng các công cụ toán học để giải quyết một số bài toán ở viện Dữ liệu lớn. Ảnh: Hoàng Nam.

Tuy nhiên, sử dụng toán “đúng lúc, đúng chỗ” ở Việt Nam vẫn còn quá ít ỏi. Dường như các lĩnh vực khác còn chưa biết đến sự hữu dụng của toán học hoặc nếu có thì vẫn chưa thực sự đầy đủ. Tại buổi tọa đàm, giáo sư Lê Tuấn Hoa (Chủ tịch Hội đồng ngành Toán, Hội đồng giáo sư nhà nước) kể lại nỗi ngạc nhiên của giáo sư Klaus Krickeberg, nhà toán học xác suất thống kê từng hỗ trợ Việt Nam phát triển ngành Y tế công cộng, “ông ấy nói với tôi là chỉ ở đất nước Việt Nam thì người làm y học công cộng mới là toàn người từ ngành y chứ không phải là từ ngành toán, còn ở Pháp đa số người làm là từ toán”.

Trong 40 năm nỗ lực làm việc tại Việt Nam, dù giáo sư Klaus Krickeberg luôn luôn nêu bật quan điểm “trọng toán” trong giải quyết vấn đề của y tế công cộng là các nhà toán học cần phải được tuyển dụng vào nhiều vị trí trong hệ thống y tế; các nhà quản lý y tế và nhà nghiên cứu y học nhất thiết phải nhận thức được vai trò của toán học trong y tế công cộng 3 nhưng thực tế thì không có nhiều thay đổi. Lĩnh vực này vẫn còn thiếu quá nhiều người hiểu toán để có thể tận dụng được lợi thế của toán học trong việc giải quyết vấn đề thực tế của ngành mình. Đó là lý do khiến giáo sư Lê Tuấn Hoa cho rằng “tôi không rũ bỏ trách nhiệm của người làm toán nhưng chúng ta phải thấy, dù toán rất quan trọng nhưng nếu không có ông bác sĩ thì toán cũng không làm nổi bài toán y tế công cộng”.

Thiếu những người hiểu toán và làm toán – mắt xích gắn kết quan trọng trong từng lĩnh vực ngành nghề, toán học đang bị “cô lập” trong một lãnh địa riêng, mặc dù có trong tay rất nhiều “bí kíp” có thể giúp gỡ rối ở từng lĩnh vực như logictics, vận chuyển, xếp lịch, phát triển mô hình quản trị đến ứng dụng trí tuệ nhân tạo, mô hình mô phỏng trong y tế, giáo dục, kinh tế, môi trường, năng lượng… Tình trạng bị cô lập của toán học giữa những cộng đồng khác đã khiến giáo sư Vũ Hà Văn cho rằng “Nếu mình không mở ra và tạo ra kết nối với các khoa khác thì có thể là ngay cả bản thân khoa Toán cũng sẽ ‘chết’ trong trường đại học của nó”.

Ở đâu, người làm toán ứng dụng?

Trong bối cảnh mà các nhà toán học đều nhất trí cho rằng, thời hoàng kim với tình yêu thật sự với toán và phong trào say mê làm toán đã vụt qua thì ngành này đang đứng trước một thách thức lớn: vấn đề con người. Hiện tại, mục tiêu phát triển toán ứng dụng đang gặp khó khăn đó ngay tại chính Viện Toán học, một trong những nơi nghiên cứu và đào tạo toán hàng đầu Việt Nam. “Muốn phát triển toán ứng dụng nhưng chúng tôi lại thiếu con người. Ngay cả việc triển khai cũng gặp nhiều khó khăn, đầu tiên là giảng viên giảng dạy vì đào tạo toán ứng dụng cần nhiều kỹ năng của nhiều ngành toán khác nhau. Xây dựng chương trình là một việc nhưng tìm người là việc khác”, phó giáo sư Đoàn Thái Sơn, Viện phó Viện Toán học cho biết.

Phó giáo sư Nguyễn Hoàng Linh mơ ước đến một ngày có thể áp dụng mô hình trường toán Berlin. Ảnh: Hoàng Nam

Thật đáng lo ngại khi câu chuyện thiếu nhân lực không chỉ diễn ra tại Viện Toán học mà còn là tình trạng chung của nhiều khoa toán các trường đại học từ bắc vào nam – nơi góp phần đào tạo những người hiểu toán và ứng dụng toán. Tuy được giáo sư Phan Quốc Khánh (ĐH Quốc tế, ĐHQG TPHCM) đánh giá ‘cửa trên’ về nhân lực “khi so sánh hai trường đại học kỹ thuật hàng đầu Việt Nam, có thể thấy số lượng sinh viên gần tương đương nhau nhưng số lượng các giáo viên toán ở trường miền bắc cao gần gấp ba lần so với trường miền nam” song TS Lê Quang Thủy, Viện trưởng Viện Toán ứng dụng và tin đại học (ĐH Bách khoa HN) phân trần: mang tiếng “trăm nghề”, Bách khoa vẫn “thiếu sự đa dạng giữa các ngành, đặc biệt liên quan đến toán ứng dụng. Tôi có liên hệ, nói rõ quan điểm với nhiều bạn nghiên cứu về xác suất thống kê, giải tích số… đang ở nước ngoài nhưng khi về Việt Nam, họ vẫn không chọn chúng tôi vì có những lời mời hấp dẫn hơn ở bên ngoài. Vì thế, Bách khoa hiện đang ‘rỗng’ người dạy các ngành đó”. Anh cho biết thêm, trường có cơ hội mở rộng quy mô đào tạo do ngành toán liên quan đến tất cả các ngành kỹ thuật như điện lạnh, tự động hóa, công nghệ thông tin… nhưng lại không đủ có giảng viên đứng lớp.

Vì vậy, hiện tại tồn tại một nghịch lý là giữa lúc nhu cầu xã hội rất lớn về các ngành mới như AI, quản trị dữ liệu, năng lượng tái tạo… cũng như các ngành truyền thống như nhiệt điện lạnh, cơ khí, tài chính quản trị… thì các trường lại thiếu giảng viên toán ứng dụng. Và không rõ có phải do thiếu nhân lực hay không mà ở một số trường đại học với những chuyên ngành người ta có thể thấy ngay là cần có công cụ toán học cho công việc thì việc dạy toán không còn được coi trọng, “nhiều trường đại học cắt sạch chương trình về toán” theo nhận định của giáo sư Đỗ Đức Thái, trưởng khoa Toán – Tin (trường ĐH Sư phạm HN).

Có thể phần nào giải quyết vấn đề thiếu giảng viên toán bằng việc mở rộng hợp tác với các trường có cùng chung chương trình về toán. Phó giáo sư Vũ Hoàng Linh, hiệu trưởng trường ĐH Khoa học tự nhiên, đề cập đến một mô hình kết hợp đào tạo và nghiên cứu ở Đức: mô hình trường toán Berlin thành lập vào năm 2006 theo Sáng kiến xuất sắc của Bộ Giáo dục Đức với sự tham gia của khoa toán thuộc ba trường ở Berlin là ĐH Kỹ thuật, ĐH Tự do và ĐH Humboldt, nơi có thể tận dụng được nguồn lực trong và ngoài nước Đức, đem lại cơ hội có được một môi trường học tập nghiên cứu toán hết sức đa dạng, phong phú.

Giáo sư Đỗ Đức Thái, Trưởng khoa Toán – Tin (trường ĐH Sư phạm HN) Ảnh: Hoàng Nam.

Tuy nhiên, việc áp dụng một mô hình kiểu Berlin tại Việt Nam không thuận lợi. Theo phó giáo sư Vũ Hoàng Linh, “cách đây một hai năm, phó giáo sư Lê Minh Hà (VIASM) định xây dựng chương trình toán phối hợp giữa các trường, chủ yếu là toán ứng dụng, nhưng gặp phải rất nhiều vướng mắc”. Vậy đó là những vướng mắc gì? “Đó là do cơ chế. Chương trình đào tạo của mỗi trường do một bộ phận đào tạo quản lý, cấp bằng theo quy chế của Bộ GD&ĐT nên rất khó khăn trong phối hợp đào tạo. Đây là nguyên nhân khiến việc phối hợp chỉ mới theo nghĩa là mời người này người kia sang giảng chứ không phải là có một trường đứng ra điều phối cả chương trình chung”, ông giải thích.

Vì vậy, chương trình đào tạo thạc sĩ Khoa học dữ liệu và Toán ứng dụng với sự tài trợ của Quỹ VINIF hiện diễn ra ở ĐH Bách khoa HN, Viện Toán học và ĐH Khoa học tự nhiên không thể kết nối được với nhau trong khi “nhiều hợp phần giao thoa về nội dung, có thể học chung với nhau được cho đỡ lãng phí nguồn lực”, phó giáo sư Vũ Hoàng Linh nói.

Việc thiếu nguồn nhân lực dạy toán ở các trường đại học kỹ thuật đang được trông chờ sẽ được bù đắp trong nay mai, khi những lứa học sinh phổ thông nhập trường, trong đó có nhiều bạn học chuyên toán. Tuy nhiên, ở góc độ người góp phần “tác động đến việc dạy toán cho nhà trường phổ thông”, giáo sư Đỗ Đức Thái đưa ra một thực trạng đáng buồn về chất lượng học và dạy toán ở trường phổ thông: năng lực tư duy, năng lực suy luận tồi hẳn. Cách giảng dạy ở phổ thông làm tổn hại đến chất lượng, bởi bây giờ ở phổ thông dạy các mẹo mực để làm trắc nghiệm thôi nên việc dạy lý thuyết toán một cách chuẩn chỉnh, căn cơ không được tiến hành như trước đây nữa”. Thực trạng đó cũng diễn ra tại Bách khoa, nơi có thêm một kỳ thi bổ sung với 75% nội dung thi là toán, trong đó 25% theo hình thức tự luận, “rất buồn là có những túi bài trên 50% là 0 điểm phần tự luận”, TS Lê Quang Thủy cho biết.

Nhận xét về đào tạo chuyên toán, giáo sư Đỗ Đức Thái  nhện định: “Hiện nay không còn được như trước do chúng ta đã đổi hướng nó. Trong quá trình triển khai tư tưởng của Olympic toán học, chúng ta đã làm không đúng. Bệnh thành tích chi phối việc dạy toán một cách nặng nề, thậm chí đến mức làm làm biến dạng việc dạy toán học phổ thông ở các trường chuyên hiện nay, được dạy dỗ không còn tử tế như trước nữa”. Từ đó, ông nêu vấn đề “Nếu dạy toán ở phổ thông mà tồi đi thì chúng ta sẽ không có nguồn vào (cho đào tạo về toán ở bậc đại học), mà như thế thì không tìm ra cái phần nổi lên trên để đào tạo nâng cao”.

Rõ ràng, việc giải quyết rốt ráo những vấn đề tồn tại trong đào tạo từ phổ thông đến đại học như vậy không chỉ phụ thuộc vào một mình ngành toán, dù rất cần những tiếng nói cất lên từ ngành toán. Nhưng kinh nghiệm cho thấy, để thay đổi một cơ chế, một quan điểm bất cập sẽ cần rất nhiều thời gian và sự kiên nhẫn. Trong khi sẽ còn rất lâu mới có thể đạt được kết quả như mong đợi thì một hi vọng đã lóe lên từ chính nội bộ ngành toán. “Chúng ta xác định rõ là cần phải mở rộng cộng đồng toán học, trong đó có những nhà toán học và những người ứng dụng toán học; và củng cố cộng đồng những người làm toán không chỉ trong các trường các viện mà còn trong các doanh nghiệp để biết và hiểu được bài toán của họ. Trong thời gian tới, chúng ta cần tổ chức thường niên một diễn đàn, không chỉ là hội thảo thông thường mà là nơi gặp gỡ các cơ quan, ngành công nghiệp để tạo cầu nối gặp gỡ những người có bài toán cụ thể và những nhà toán học có công cụ giải quyết”, phó giáo sư Lê Minh Hà – giám đốc điều hành VIASM, đề cập đến một trong những kế hoạch quan trọng của toán học Việt Nam giai đoạn tới.

Bản thân những người làm toán và học toán cũng cần tự tạo thêm cơ hội cho mình trong tương lai: mở rộng hợp tác với những ngành khác. “Ở trường tôi, khi làm lại chương trình, các khoa sẽ phải nói rõ để khoa toán biết là họ cần những gì, chúng tôi sẽ giải đáp. Nếu đã ngồi làm việc với nhau thì cũng không khó giải quyết lắm, và như vậy chúng tôi mới có thể đảm bảo cái mình dạy thì đúng với cái họ yêu cầu. Lúc tôi thay đổi chương trình, dạy toán cho sinh viên Khoa Hóa đúng thứ toán họ yêu cầu thì học kỳ vừa rồi, sinh viên khoa này đăng ký học toán nhiều hẳn lên”, giáo sư Đỗ Đức Thái nói. Tuy nhiên, điều mà ông ao ước là thay đổi quan điểm dạy toán tận gốc rễ, tức là “sẽ phải chuyển việc thi học sinh giỏi về cho Hội Toán học và biến nó thành thứ Olympic theo đúng tinh thần của toán học, từ đó có thể tạo ra được khát vọng, ham học, ham hiểu biết toán học và vươn lên trong học toán”. □

——

1. http://tiasang.com.vn/-quan-ly-khoa-hoc/Mot-cuong-quoc-Toan-hoc–Muc-tieu-phat-trien-toan-hoc-Viet-Nam-2870

2. http://tiasang.com.vn/-giao-duc/toi-uu-trong-khoa-hoc-ky-thuat-kinh-te-va-doi-song-1557

3. http://tiasang.com.vn/-doi-moi-sang-tao/Toan-hoc-trong-Y-te-cong-cong-Viet-Nam-14007