徐東君

摘 要：本文介紹預測語言使用人數(shù)的多因素連續(xù)模型。建立的一般方法是將一個國家的人口劃分為三類，即只掌握母語的人、掌握母語與第二語言的人和掌握母語和多種其他語言的人。我們賦予這三類人之間可能存在的互相轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化參數(shù)，這使得我們可以預測從任意初始條件的下的語言的使用人數(shù)與分布變化。為了驗證方法的一般性，我們?nèi)×?990年到2000年的初始條件，預測2000年到2010年的數(shù)據(jù)，將其與民族語的數(shù)據(jù)進行比較。為了確保方法的穩(wěn)健性，我們調(diào)查了全球24個國家的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，使用可用的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來估計轉(zhuǎn)化參數(shù)，結(jié)果顯示預測結(jié)果和實際數(shù)據(jù)有良好的一致性。然后我們用模型預測了后50年的語言變化，獲得了各個國家中使用各種語言的人數(shù)，觀察他們在本國中所占的比率變化與在各地區(qū)中占比的情況，進而獲得語言的比例分布、人數(shù)變化以及地理分布。

關(guān)鍵詞：世界語 ;人文科學; matlab

語言，是人類的重要組成部分 ，更是人類溝通交流的橋梁。借助合適的語言，人們能夠恰當?shù)乇磉_自己的思想，可以拉近人與人之間的距離。人類生活中離不開語言，但是絕大多數(shù)人對于語言的規(guī)律不甚了解。實際上，語言的數(shù)量和語言的規(guī)模，隨著人類歷史的推移也在不斷的變化，在全球化進程中強勢語言迅猛傳播，而弱勢語言隨著語言功能衰減使用人數(shù)不斷減少，逐漸走向瀕危和消亡。如何在多樣化的語言中挑選出泛用性最強的，如何在錯綜復雜的語言分布轉(zhuǎn)移中實現(xiàn)精準的結(jié)果預測，如果解答以上兩個問題，結(jié)果是令人振奮的。在本文中，我們通過建立多因素連續(xù)的語言人口模型，進行時間序列分析，應用邏輯回歸算法和隨機梯度下降來實現(xiàn)模型的求解，并給出結(jié)果分析。

為了解決預測語言分布以及變化的趨勢，我們建立了一個模型，來預測各種語言使用者隨著時間推移的分布以及五十年內(nèi)語言使用者的數(shù)目變化，并且判斷十大語言表中的語言能否仍然處于前十名內(nèi)。此外，在全球人口不斷遷移的背景下，預測并描述語言的分布變化。

如圖所示，一個地區(qū)的語言使用者可以劃分成三個狀態(tài)，每個狀態(tài)的改變都賦予了狀態(tài)轉(zhuǎn)化參數(shù). 他們構(gòu)成了基本模型， 并且他們之間存在狀態(tài)轉(zhuǎn)化關(guān)系.

在連續(xù)模型中，我們利用轉(zhuǎn)化參數(shù)計算一個區(qū)域內(nèi)每種語言使用人數(shù)在一個時間步長后的變化情況，然后預測人數(shù)隨著時間的變化。模型參數(shù)所需要的定義在圖二中給出。

對于該區(qū)域內(nèi)的非官方語言（如語言N）的使用人數(shù)，可以看出，來源于從以N為母語的國家遷入的人以及該地區(qū)的未掌握第二語言的人的轉(zhuǎn)化。

考慮到不同地區(qū)的政治經(jīng)濟文化社會有不同的影響，我們引入轉(zhuǎn)化參數(shù)ki 與判斷因子aN 。ki 代表了I地區(qū)政府推廣，學校使用， 社會壓力對第二語言的影響。如果語言N為該地區(qū)的政府推廣的第二語言，則aN=1 =1，否則為0. 所以我們得到公式 B如下：

在可能的情況下，我們使用真實的數(shù)據(jù)來為這些參數(shù)提供合適的估計。這種為參數(shù)提供參數(shù)的方法為模型中的語言變化提供了真實的基礎。

3.2.1

世界銀行提供人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以及每個國家出生和死亡率的數(shù)據(jù)。

3.2.2

全球移民來源數(shù)據(jù)庫提供人口遷移數(shù)據(jù).

3.2.3

由于第二語言的實現(xiàn)主要通過教育實現(xiàn)，與教育投資正相關(guān)，查閱相關(guān)文獻得到 的計算式 ，c是綜合了政策、社會壓力以及國際貿(mào)易的影響因子

由于沒有可靠的數(shù)據(jù)可用于確定C，所以它們的值被規(guī)定為人種學數(shù)據(jù)。這樣做確保了我們的模型是準確的，并且允許C作為解決方案的一部分來提供對世界語言變化的預測。

隨著時間的推移，漢語、英語和旁遮普語占據(jù)的比例逐漸增多，我們認為因為中國人口基數(shù)大，新出生人口多，所以掌握漢語的比例居高不下，發(fā)達國家如英國、美國的語言是英語，由于發(fā)達國家國際地位高，語言流動性高，大多數(shù)國家都愿意把英語作為第二語言。旁遮普語由于是非洲的共同語言，非洲擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?，隨著時間的推移，人們逐漸開始開拓非洲市場，開始學習旁遮普語。

從語言使用總量的比例來看，孟加拉語的比例在50年內(nèi)不斷降低，被踢出了前十大語言，被德語取代，分析其原因，我們認為由于德國工業(yè)生產(chǎn)需求旺盛，經(jīng)濟形勢良好，以及市場積極的態(tài)度，使德語的數(shù)量更高。

總體而言，歐洲地區(qū)的語言一直處于低迷狀態(tài)，這可能是因為歐洲的低出生率與老齡化社會有關(guān)。

在我們的分析中，我們獨立的考慮了政府、學校、社會壓力對語言的影響，同時測試了出生率與死亡率隨時間變化的三種情況：人口增長，人口恒定，人口負增長，在短期和中長期內(nèi)采取不同的人口變化模式，使得我們能夠確定影響語言變化的根本因素，分析出語言變化的實際意義從而更好的改進我們的模型，同時我們定性的得到以下結(jié)論：

1.強勢語言吞并弱勢語言

2.人口基數(shù)大的語言更容易留存下去

3.一個國家母語的使用人數(shù)象征了

4.一個國家的母語被其他國家選擇為第二語言的數(shù)量象征了這個國家的強盛

參考文獻：

[1] Krakowka， A.R.， Heimel， N.， and Galgano， F. “Modeling Environmenal Security in Sub-Sharan Africa – ProQuest.” The Geographical Bulletin， 2012

[2] Schwartz， P. and Randall， D. “An Abrupt Climate Change Scenario and Its Implications for United States National Security”， October 2003

[3] America Speaks： A Demographic Profile of Foreign-Language Speakers for the United States： 200