Anh Duy là tiến sĩ Động lực học Chất lỏng, làm việc tại chương trình An ninh Nguồn nước, Viện Nghiên cứu Quốc gia Australia (CSIRO). Hướng nghiên cứu anh theo đuổi là phát triển mô hình dòng chảy rối, giải quyết các vấn đề thiên tai và biến đổi khí hậu.
Cuối tháng 3, anh là một trong 10 nhà khoa học trẻ được Quỹ SIEF, Viện Hàn lâm khoa học Australia (AAS) vinh danh. Giải thưởng có lịch sử gần 100 năm, trao cho các nhà khoa học đóng góp tích cực cho ngành công nghiệp, thúc đẩy lợi ích cộng đồng và các mục tiêu quốc gia.
"Tôi tự hào khi là người nước ngoài duy nhất được vinh danh năm nay", anh Duy nói.
Với giải thưởng này, anh được đài thọ tham dự hội nghị khoa học "Lindau Nobel Laureate Meetings" lần thứ 73 tại Đức, vào đầu tháng 7. Đây là cơ hội để anh gặp gỡ gần 50 chủ nhân giải Nobel và 600 nhà khoa học trẻ toàn thế giới.
Ngoài ra, anh vượt qua hai vòng tuyển chọn để có mặt trong danh sách 14 nhà khoa học phát biểu ở hội nghị. Bài nói đề cập đến việc sử dụng các phương trình vật lý cơ bản trong động lực học dòng chảy, kết hợp mô hình vật lý và mô hình sinh học để quan trắc, dự báo chất lượng nước.
Anh dự kiến trình bày ứng dụng của học máy khoa học (scientific machine learning), một phương pháp phân tích dữ liệu mới, trong nghiên cứu này. Các phương trình vi phân riêng phần của hàm phi tuyến tính được đưa vào hàm mất mát (loss function) khi huấn luyện dữ liệu cho mạng thần kinh nhân tạo (neural network), cho ra kết quả dự đoán chính xác và lâu dài hơn. Đây là phương pháp có thể ứng dụng cho các khu vực thiếu dữ liệu quan trắc, hữu ích trong việc dự báo nguồn nước và chất lượng nước ở các nước đang phát triển như Việt Nam.
Anh Duy tò mò với những chuyển động hình xoáy từ khi học cấp 2. Anh tình cờ biết đến bức tranh "Đêm đầy sao" của danh họa Van Gogh và thắc mắc vì sao những nét vẽ xoáy tròn này nổi tiếng đến vậy.
Sau này, anh nhận ra sự tương đồng của những hình xoáy đó với dòng chảy rối của chất lưu, bao gồm nước và không khí. Từ đó, anh thích thú quan sát hiện tượng này trong đời sống, ví dụ như chuyển động của xoáy nước trong bồn rửa, chuyển động của quả bóng golf, hay những đám mây vần vũ trên bầu trời.
Lên cấp 3, cậu trò lớp Toán - Tin, trường chuyên Hà Tĩnh, biết dòng chảy này được ứng dụng trong hệ mô hình dự báo thời tiết, đặc biệt là bão. Vốn hay tìm hiểu về hệ thống sông ngòi, các công trình thủy lợi qua ông ngoại, lại sống ở mảnh đất nắng hạn mùa hè, bão lũ mùa đông, anh tìm đọc nhiều hơn về dòng chảy rối.
Năm 2006, siêu bão Xangsane đổ bộ, gây thiệt hại lớn ở miền Trung. Nghe tiếng gió rít, anh Duy mở cửa nhìn sang bên đường, thấy cây cối xác xơ, dòng nước đục ngầu cuồn cuộn, nhấn chìm cảnh vật. Vẫn là những dòng xoáy anh hay quan sát, nhưng chúng không đẹp nữa, mà có sức tàn phá lớn. Anh mong ước có thể dự báo chuyển động của chất lỏng môi trường, ngăn cản sự tàn phá của những cơn lũ.
"Cơn bão năm đó định hình toàn bộ con đường nghiên cứu hàng chục năm sau đó của tôi", anh nói.
Tốt nghiệp THPT, anh Duy thi vào khoa Công trình, trường Đại học Thủy lợi, rồi giành học bổng chính phủ Nga để theo ngành Thủy động lực cơ bản, tại Đại học Bách khoa Saint Petersburg. Anh Duy sau đó tốt nghiệp xuất sắc, giành học bổng toàn phần chương trình thạc sĩ ngành Môi trường và Khoa học trái đất, Đại học Notre Dame, Mỹ. Tại đây, anh nghiên cứu về tính bất ổn trong động lực học sóng để phát triển mô hình dự báo bão.
Vì muốn làm nghiên cứu ứng dụng phù hợp với môi trường ở Việt Nam, anh tiếp tục làm tiến sĩ ngành Động lực học chất lỏng, khoa Cơ khí, Cơ điện tử và Hàng không vũ trụ, Đại học Sydney, Australia. Hướng nghiên cứu của anh là ảnh hưởng của nhiệt độ lên dòng chảy rối phân tầng.
Năm 2022, anh Duy tốt nghiệp Đại học Sydney với giải thưởng luận án xuất sắc nhất. Hiện anh giảng dạy tại trường, song song với công việc ở viện nghiên cứu.
Từng sống và học tập tại ba quốc gia, anh Duy nhìn nhận khó khăn lớn nhất là phải cố gắng thích nghi mỗi khi chuyển trường, chuyển hướng. Sau hàng chục năm làm và học về Vật lý, phát triển các mô hình thủy lực, khi vào làm ở viện nghiên cứu, anh nhận ra cần kiến thức rộng hơn nhiều. Chẳng hạn, làm về chất lượng nước, anh phải hiểu về các mô hình sinh thái, sinh học, học cách kết hợp chúng vào mô hình của mình. Điều này gần như học kiến thức mới hoàn toàn.
"Mình phải lao vào, làm việc nhiều hơn, về nhà muộn hơn mỗi tối, và cuối tuần vẫn làm việc", anh Duy chia sẻ.
Nhờ vậy, anh Duy học được cách tự giúp mình vượt qua những khó khăn tương tự. Một năm trở lại đây, khi phải đưa dự án sang mục tiêu mới, từ nghiên cứu một vài con sông, hồ lẻ tẻ, đến mở rộng ra cả lưu vực sông, hay cả vùng đồng bằng rộng lớn, anh nghĩ tới ứng dụng trí tuệ nhân tạo và học máy. Trong khi đó, với lĩnh vực này, dữ liệu quan trắc rất hiếm. Anh lại phải mày mò học hỏi, tìm giải pháp.
GS.TS. Nguyễn Trung Việt, Phó hiệu trưởng trường Đại học Thủy Lợi, tự hào về cậu học trò cần mẫn, thông minh. Bây giờ là đồng nghiệp, ông trân trọng nỗ lực của anh Duy trong thúc đẩy hợp tác nghiên cứu quốc tế. Nhiều lần, anh Duy đưa đoàn chuyên gia Australia về hợp tác với trường, hay tổ chức chuỗi bài giảng, hội thảo nâng cao nhận thức của sinh viên về môi trường.
"Tôi ngưỡng mộ Duy vì nhiều năm sống và làm việc ở nước ngoài, nhưng bạn ấy luôn hướng về Việt Nam", thầy Việt nói.
Bên cạnh nghiên cứu và giảng dạy ở đại học, anh Duy dạy Vật lý cho học sinh cấp 3, duy trì "nghề tay trái" này từ năm 2016. Anh thường vận dụng các định luật vật lý cơ bản, lấy ví dụ sinh động, gần gũi để học sinh hiểu bài. Theo anh, dù nghiên cứu chuyên sâu, các định luật vật lý cơ bản vẫn là nền tảng quan trọng nhất.
Cho rằng càng vững kiến thức càng biết cách giải thích đơn giản, anh coi mỗi buổi dạy là một lần kiểm tra hiểu biết của bản thân. Có lần, anh giảng về vật lý vũ trụ nhưng học trò chưa hiểu, liên tiếp đặt câu hỏi. Dù biết câu trả lời, anh không sao giải thích được cho học trò hiểu, nên phải đọc thêm sách và hệ thống lại kiến thức.
Nhiều năm gắn bó với Vật lý, anh Duy tự nhận nhìn đâu cũng ra những dòng chảy. Theo anh, những sở thích như học ngoại ngữ, chơi nhạc cụ, vẽ tranh... giúp anh biến cuộc sống từ trạng thái hỗn loạn (dòng chảy rối) sang cân bằng, như vận động của dòng chảy tầng. Anh sử dụng thành thạo ba ngoại ngữ, gồm tiếng Anh, Pháp và Nga.
Hiện, anh tham gia chương trình nâng cao năng lực người dân và doanh nghiệp tại đồng bằng sông Cửu Long về biến đổi khí hậu, do Hội Trí thức và chuyên gia người Việt tại Australia và Đại sứ quán Australia tại Việt Nam phối hợp.
"Tôi mong tham gia nhiều hơn các hoạt động giáo dục khoa học, truyền cảm hứng nghiên cứu cho các bạn trẻ", anh Duy nói.
Phương Anh