基于元胞自動機各語言人口分布分析

汪榆淋

（西北農林科技大學 陜西 咸陽 712000）

1 引言

目前地球上大約有6900種語言。全球大約一般人口將下列十種語言之一（按大多數人）列為母語普通話(標準中文)，西班牙語，英語，北印度語，阿拉伯語，孟加拉語，葡萄牙語，俄語，旁遮普語和日語。然而，世界上許多人口也有一門第二語言。當考慮到講一種特定語言的總人數(包括以此為母語的人以及以此為第二或第三語言的人)，該語言及其排序會在提供的本地語言列表中發生改變。由于當地政府使用的官方語言和/或推動普及的語言、學校使用的語言、社會壓力等各種因素的影響，一種語言使用者的總數可能會隨著時間的變化而增加或減少。

2 各種語言的人口分布模型

2.1 元胞空間初始狀態的確定（以漢語為例）：

根據2017年講漢語的總人數為1090*106以及每一個元胞代表的人數為1*106計算出網格中有1090個元胞的狀態為1，其余的元胞的狀態為0，查閱資料可得漢語的使用者主要集中在中國、新加坡、來西亞、印尼，根據世界各個地區華人比例得到狀態為1的元胞所處的數目（中國1068個元胞、新加坡4個元胞、馬來西亞7個元胞、印尼11個元胞），其中漢語是分區域的，其他語言是離散分布的。設置狀態為1的元胞的初始T值為5到9之間的隨機值，設置狀態為0的元胞的初始T值為1～4之間的隨機值。

2.2 元胞的演化過程

設定元胞演化規則的時候將政府的使用以及其他因素的影響量化為影響權重w來表示每一個元胞對周圍元胞影響的大小。因為w的確定和各種因素的影響密切相關，顯然將各個影響因子的作用簡單疊加顯然是極不合理的，不同影響因子的影響應該有強弱之分，為了區分各個影響因子的重要程度，將它們賦予不同的權值。由于層次分析法可以將層次內諸因素兩兩比較，確定對上一層對同上一層次的權值，它合理地將定性與定量決策結合起來，按照思維、心理的規律把決策過程層次化、數量化，對此問題權值的確定極具優勢，所以選擇層次分析法將各個影響因子兩兩比較，進行一致性檢驗，最后得到各個因素的最后權值。

2.3 權重的確定

影響因素分為如下9種：政府的使用或推廣，學校的使用，社會壓力，文化群體的遷移或同化，外來移民的遷入遷出，國際商務聯系，國際旅游的增加，電子通訊與社交媒體的使用，語言翻譯技術分別記為A1，A2,……A9。最后得到的權值分別記為W1，W2,……W9。

每個影響因子對每一種語言使用人數的變化都有推動作用（包括正向推動和負向推動）。這種推動有大小之分，視為推動效應，記為我們對每一個因素對26種語言的推動大小進行排序，排名靠前的推動作用大，對排名1到26的推動效應賦值為26到1。

然后我們利用各個影響因子的權值與該影響因子的推動效應相乘得到每種語言的傳播傾向值初始值,記為：w1，w2,……w26。運用層次分析法對26種語言各個影響因子的推動效應排序并計算傳播傾向值，得到表1。

表1

3 仿真以及結果分析

采用qt來模擬某種語言的演化過程，具體步驟為：建立一個100*100的元胞空間；根據實際情況，賦給每個元胞關于T（0到10之間）和W（0到1之間）的初始值。以漢語為例，該語言在中國擁有1068個元胞，即在網格中央某個稍大于1068的矩形區域隨機產生1068個狀態為1的元胞，類似地，在網格中其他三個區域產生狀態為1的元胞，見圖1。

圖1

根據結果預測了未來50年后15種語言的排名，根據圖表發現未來50年后使用這15種的語言的總人數會出現較大幅度增加，使用各種語言的人數占全球人數的比例會發生比較大的變化。其中Mandarin Chinese、English和Hindustani語言占世界語言的比例明顯增加，Bengali明顯減少，其他語言基本持平。排名前十名的語言排名沒有被其他語言替代。預測五十年后法語使用者總數會超過Bengali和Portuguese成為第八位。

4 策略

根據以上結論，提供了一個可靠的策略：選擇以下六個城市作為新增的辦事處選址：悉尼，巴黎，倫敦，東京，柏林，多倫多對于巴黎，東京，柏林我們建議要求辦事處員工除英語外掌握當地的本土語言，分別為法語，日語，德語。對于悉尼，倫敦，多倫多我們建議辦事處員工除英語外掌握當地的第二廣泛使用的語言分別為阿拉伯語，阿拉伯語，法語。