基于遗传算法的纳西东巴文化传承趋势研究

毕浩程，蒋章雷，吴国新，刘秀丽，徐小力

(北京信息科技大学 机电工程学院,北京 100192)

0 引言

东巴文化是纳西族民族文化的重要内容之一，因保留东巴教而闻名。解读东巴古籍，探寻东巴象形文字、绘画、舞蹈[1]等，不仅是研究纳西族历史和东巴象形文字起源与演变等众多疑难问题的基本手段，而且还可以从中探寻到许多人类早期文明演变和思想发展的轨迹。鉴于东巴象形文字和东巴古籍所具有的语言文字学、民族学、社会学、人类学、史学以及宗教学等方面的多重价值，“纳西东巴古籍”于2003年被联合国教科文组织列为“世界记忆遗产”[2]。

一个多世纪以来，在现代文明的冲击下，传统的东巴文化逐渐衰落。尤其从20世纪50年代起加速衰落，甚至一度面临衰亡。为了保护、研究并在世界范围内共享这一珍贵的人类文化遗产，为了传承和宣传我国少数民族的优秀文化，国家采取了许多扶持保护政策，不仅以国家项目支持方式开展跨学科综合研究，还修订了如《云南省纳西族东巴文化保护条例》等政策指导意见[3]。

本文作者通过阅读大量文献，研究了纳西东巴文化传承现状，构建了纳西东巴文化传承发展趋势模型并用遗传算法求解模型参数，讨论东巴文化未来的发展趋势。

1 现状分析

东巴古籍分散收藏于十多个国家的40余家收藏机构[4]，其中，中国收藏20 500余册(不含个人收藏)，外国收藏13 600余册。另外，待进一步确认的东巴古籍存量估计为3 000～5 000册[5]。大量珍贵的东巴经典在孤寂中老化、损毁[6]。书写东巴古籍的东巴象形文字共有1 400余个字符，其源甚古，字少意繁，同一图画的细微差别往往表达了不同的含义[7]，不同地域的方言进一步增加了释读的复杂性。特别是古籍中的字、词、句中往往隐含着寓意、事件和故事，对其的理解一般是以东巴家族内部口传心授的方式传承[8]。因此，一般人无法借助词典等工具进行释读，只有对纳西民族历史、文化，特别是东巴教有深刻了解的并专长于东巴古籍释读的东巴祭师才能够正确理解其含义。一个多世纪以来，在现代文明的冲击下，传统的东巴文化逐渐衰落，特别是在相对发达和交通便利的地区，传统的东巴文化明显衰落。千百年来，依赖东巴家族内部口传心授的方式释读东巴古籍和传承东巴文化的方式也已经难以为继。根据调查，目前能够准确释读东巴古籍的东巴祭师仅调查到10人，并且大多年逾古稀。“活着的象形文字”已处于濒危状态，东巴古籍这一人类文明的珍贵记录面临着无人识读的现实危险。

2 东巴文化传承数学模型的建立

文化的传播是由文化源地向外辐射传播或由一个社会群体向另一个群体散布的过程，与传染病扩散传播类似，都需要具备“传染源”和“易感者”的属性。故本文作者运用传染病数学模型的思想来构建东巴文化传承数学模型。

2.1 传染病模型

1927年，Kermack与McKmack在研究黑死病时提出了SIR仓室模型[9]。SIR模型是一种经典的传染病传播模型，模型把人分为3类：S类，易感者；I类，感染者；R类，移除者。它不考虑在病毒传播期间一个地区内的出生率和死亡率，假设一个地区人口始终保持一个常数。β是感染者与易感者的接触率(感染率)，γ是治愈率。SIR模型如下：

在传统的SIR模型的基础上，王赛提出了SEIA模型[10]。SEIA模型把人群分为4类：S类，易感者；E类，感染者；I类，发病者；A类，免疫者。相比于SIR模型，此模型更能反映实际传染路径。

2.2 东巴文化传承数学模型

因东巴文化是纳西族民族文化的重要内容之一，故本文作者将纳西族人作为熟悉东巴文化的人，结合SEIA模型，暂不考虑出生率、死亡率，将现有熟悉东巴文化的人和东巴祭师作为“传染源”，引入政策参考因子u1、u2，构建东巴文化传承模型如下：

式中：S(t)为对东巴文化感兴趣的人口占全国人口的比例；E(t)为熟悉东巴文化的人口占全国人口的比例；I(t)为东巴法师和东巴祭师等东巴古籍文化传承者人数占全国人口的比例；A(t)为文化保护反对者人数占全国人口的比例；α为每个熟悉东巴文化的人与对东巴文化感兴趣人的接触概率；β为熟悉东巴文化的人不主动传播文化的概率；η为熟悉东巴文化的人成为东巴学者和东巴祭师的概率；ν为东巴学者和东巴祭师成为文化保护反对者的概率；u1为国家鼓励政策下熟悉东巴文化的人成为东巴文化传承者(东巴祭师和东巴学者)的参考因子；u2为国家政策影响下东巴文化衰亡的参考因子。

其中，u1、u2为根据国家现有对民族文化的支持，随机假设一个数值。α、β、η、ν未知，本文运用遗传算法求解东巴文化传承数学模型参数。

3 遗传算法求解模型参数

3.1 基本原理

遗传算法流程如图1所示，首先确定第一代种群，设置种群数量，进行编码；确定适应度函数计算种群的适应度；通过选择算子选择出最优个体形成下一代种群，下一代种群中的个体进行交叉互换和变异形成新的个体；当迭代次数完成时，搜索最优个体输出，否则继续迭代。

本文把现有纳西族人口和东巴祭师的人口数量作为第一代种群数量，以50年作为单位时间，运用遗传算法求解东巴文化传承模型参数对东巴文化传承趋势进行预测分析。

2)自然选择。选择又被称为复制，是在种群中选择出优秀个体产生新的种群的过程。在遗传算法中，通过选择算子来实现，适应度高的个体被遗传到下一代种群的概率比较大，适应度低的个体被遗传到下一代种群的概率较小，最终不断接近最优解。常用的选择算子有：轮盘赌选择，随机竞争选择，最佳保留选择，无回放随机选择，最优保存策略等[13-15]。

本文采用轮盘赌作为选择算子。通过适应度函数计算个体的适应度，按照适应度大小在轮盘上划分比例，每个个体就像圆盘中的一个扇形部分，在轮盘上放上一个指针随机选择，个体适应度越大，被选择的几率就越大，适应度越小，被选择的几率就越小。

3.2 算法参数设置及其结果

若种群规模选取太大会影响算法的寻优速度影响效率，若太小又会不利于寻找最优解。本文选取种群规模为400。虽然运行的时间稍长，但是可以更好地寻找最优解，避免早熟现象的发生。遗传算法中交叉率一般在0.4～0.9之间，本文取交叉率为0.6。变异率不能太大，太大的变异率会导致遗传算法不稳定，本文取变异率为0.01。迭代次数过低会导致无法寻找出最优解，过高导致运算时间增长，本文取迭代次数为100。

遗传算法具有随机性，用遗传算法搜寻最优解5次，取解的平均值，如表1所示。

表1 东巴文化传承模型参数

3.3 纳西东巴文化传承趋势分析

遗传算法中适应度函数的选取保证了建立的东巴文化传承模型参数与调查统计数据的一致性。将参数寻优之后得到的α、β、η、ν代入到方程组，若在没有任何扶持政策下，取u1=u2=1，熟悉东巴文化人数的发展趋势如图2所示。

由图2可知，当国家不采取扶持政策，熟悉东巴文化的人群随着时间的推移逐渐地减少。

为考虑国家鼓励扶持政策对东巴文化保护传承的不同影响程度，对参考因子u1、u2取不同数值，东巴文化传承发展趋势如图3所示。

从图3可以看出，随着时间的增加，熟悉东巴文化的人口比例在传承次数10次以前没有明显变化。原因在于，作为东巴文化重要载体的东巴古籍虽然数量很多，但在世界范围内呈现分散分布状态，不利于东巴文化的传播；同时，东巴文化都是以东巴家族内部口传心授的方式传承，只有对东巴教有深刻了解的并专长于东巴古籍释读的老东巴祭师才能够正确理解其含义，而老东巴祭师等东巴文化传承者人数寥寥无几，限制了东巴文化的有效传播。

东巴学者和东巴祭师的人数随着时间的增加有缓慢的增长趋势，但因东巴学者和东巴祭师现有基数太少，在一定时间内只能以缓慢的趋势增长，只有加大对东巴文化鼓励扶持政策的力度，才能促进东巴文化的有效传播。

政策参考因子u1、u2代表东巴文化鼓励扶持政策的不同力度，这里分别取0.1与0.01两个数值进行分析，两数值相差十倍，反映国家采取政策扶持力度也有很大差距。当国家采取更大力度的扶持政策时，即当u1=u2=0.01，熟悉东巴文化的人群、东巴祭师、东巴学者人数的增长趋势提前到来，且最大阈值更大；当国家采取较小力度的扶持政策时，即当u1=u2=0.1时，熟悉东巴文化的人群、东巴祭师、东巴学者人数的增长趋势较前者更慢到来，且最大阈值较前者更小。这说明国家政策对东巴文化传播具有显著的影响，能够有效促进东巴文化的传播，只有更大更强的力度扶持才不会使我们优秀的民族文化走向消亡。

4 结束语

本文通过构建东巴文化传承模型，运用遗传算法求解模型参数对东巴文化传承发展趋势进行了预测，特别是在因时代变迁和传统东巴文化衰落，现存的能够准确释读东巴古籍的东巴祭师已寥寥无几情况下，开展传承与保护的发展趋势研究，有利于改善处于濒危状态的“活着的象形文字”的现状，避免无人识读东巴古籍这一人类文明珍贵记录的现实危险。同时，也为国内外文化遗产的保护和传承提供一种可借鉴的模式。