Измерение в самом широком смысле слова понимается как приписывание чисел сущностям. Процесс измерения имеет три аспекта, которые следует различать уже в самом начале. Первый - это цель измерения, второй - это процесс, посредством которого что-либо измеряется, то есть определяются числовые значения для какого-то аспекта сущности, и третий - это произвольность или однозначность множества числовых значений, присущих этой цели и процессу. В первой части этой работы мы кратко исследуем идею произвольности или однозначности чисел, используемых в процессе измерения полезности. Во второй части мы излагаем некоторые цели измерения полезности. В третьей части мы исследуем метод измерения полезности, цель измерения и степень его однозначности. В четвертой части мы рассматриваем некоторые выводы более ранней дискуссии.1
I. Степень измеримости
Колонки таблицы I являются последовательностями чисел, которые поясняют понятие "степень измеримости". Сущности, некоторый аспект которых мы хотим измерить, обозначены буквами. Далее мы обсудим значение этих сущностей. Наша первая задача заключается в том, чтобы объяснить, в чем состоит различие между монотонными и линейными преобразованиями.
Мы начнем с монотонных преобразований, а затем перейдем к линейным преобразованиям, разобрав два частных случая - постоянного множителя и добавочной константы.
Монотонные преобразования
Давайте зададим числовые значения каждой рассматриваемой категории. Например, в таблице I для десяти сущностей от A до J, находящихся в крайней левой колонке, имеется девять различных наборов чисел, используемых для того, чтобы задать девять различных чисел для каждой из них. Если два ряда чисел (мер) дают один и тот же порядок ранжирования или упорядочения сущностей (в соответствии с приписанными числами), то в этом случае эти два ряда являются монотонными преобразованиями друг друга.
В таблице I можно видеть, что все девять мер дают то же самое ранжирование, поэтому все девять мер являются монотонными преобразованиями друг друга. Если это свойство распространяется на весь класс рассматриваемых сущностей, тогда эти две меры являются монотонными преобразованиями друг друга для такого класса сущностей. Очевидно, возможный ряд монотонных преобразований очень велик.
Таблица I
Иллюстрация типов измерения | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Линейные преобразования:добавочные константы Приступим к линейному преобразованию с рассмотрения двух особых форм. Посмотрите на числа в колонке 3. Они те же самые, что и в колонке 1, только добавлена некая константа, в данном случае 5, т. е. они те же самые "с точностью до" (за исключением) какой-то добавочной константы. Числа в колонке 4 эквивалентны соответственно числам в колонке 1 с добавлением 10. Колонки 1, 3 и 4 являются результатом преобразования друг друга "с точностью до" (посредством) добавочной константы. Можно также сказать, что они эквивалентны, за исключением добавочной константы. Термин "с точностью до" означает, что мы можем рассматривать некоторые более простые типы. Например, все преобразования до какой-то добавочной константы содержатся также в более широком, менее ограниченном классе возможных преобразований, известном как монотонные преобразования. Добавочная константа является довольно сильным ограничением, даже если это и не видно с первого взгляда, т. к. существует неограниченное количество имеющихся в распоряжении констант. Однако относительный диапазон возможностей в общих линейных преобразованиях на самом деле очень ограничен.
Линейные преобразования:постоянные множители А теперь посмотрим на колонку 5. Она эквивалентна колонке 1 за исключением того, что числа колонки 1 умножаются на константу, в данном случае 2. Колонка 5 является монотонным преобразованием колонки 1, и это также некое преобразование чисел колонки 1, "умножение на константу". Колонка 6 - это числа колонки 1, умноженные на 6. Таким образом, хотя колонки 1, 5 и 6 являются монотонными преобразованиями друг друга, они являются также более частным видом преобразования. Они являются преобразованиями с точностью до какого-то постоянного множителя. Эти случаи являются частными случаями линейных преобразований, которые мы сейчас обсудим.
Общие линейные преобразования Числа в колонке 7 эквивалентны числам в колонке 1, за исключением того, что они умножены на 2 и к ним добавлено 3. Введем y для обозначения чисел или "мер" в колонке 7, а х для обозначения чисел в колонке 1, тогда мы имеем y = 2х + 3. Колонка 8 выводится таким же образом из колонки 1; множителем здесь является 4, а добавочная константа 2. Колонка 8 получается как 4х + 2, но даже небольшая проверка показывает, что колонка 8 может быть выведена из колонки 7 в результате тех же действий умножения и суммирования. В этом случае колонка 8 получается посредством умножения чисел колонки 7 на 2 и добавлением к ним 4. Таким образом, числа колонок 1, 7 и 8 являются "линейными преобразованиями" друг друга. Можно сказать, что они являются одними и теми же мерами "с точностью до какого-то линейного преобразования", то есть любая из этих мер может быть получена из любой другой простым подбором соответствующих констант для умножения и суммирования.
Имеется особое свойство линейного преобразования, которое имеет историческое значение в экономической теории. Посмотрим, каким же образом меняются числа, когда одно число переходит от одной сущности к другой. Например, рассмотрим колонки 1 и 7. Численное изменение от Е к F имеет величину 2 в мере колонки 1, в то время как в мере колонки 7 имеет величину 4. От F до G изменение составляет 4 в системе измерений колонки 1, а в системе измерений колонки 7 оно достигает 8. Если приращение является положительным, оно будет положительным во всех последовательностях, которые являются линейными преобразованиями этой частной последовательности. Но это справедливо также для всех монотонных преобразований - куда более широкого класса преобразований или систем измерений. Однако большее значение имеет следующее качественное свойство линейных преобразований: если разности между числами в одной из последовательностей нарастают (или уменьшаются) от сущности к сущности, тоща разности чисел, приписанных тем же сущностям во всех линейных преобразованиях, будут также увеличиваться (или уменьшаться). В общем, характер возрастающего или убывающего приращения не влияет при переходе из одной последовательности чисел в любое линейное преобразование данной последовательности. С математической точки зрения, знак разностей второго порядка последовательности чисел является инвариантным для линейных преобразований данной последовательности.2 Значение инвариантности будет обсуждаться позднее, но мы хотели бы заметить, что это свойство возрастающей (или убывающей) разности между числами, приписанными парам сущностей, есть не что иное, как возрастающая предельная полезность - если окрестить приписанные сущностям числа "полезностями".
II. Цель измерения Порядок В девяти колонках таблицы I имеется девять "различных" мер некоторого частного аспекта сущностей, обозначенных А,В,С, ..., J. В чем заключается их различие? Мы уже ответили на это. Какая из них является "правильной"? Это зависит от того, что хотят делать с сущностями и числами. Было бы более целесообразным задать вопрос - какая из них является удовлетворительной мерой, ибо тогда становится ясно, что мы должны выяснить, для чего она должна быть удовлетворительной.3 Например, если бы моей единственной заботой было прогнозирование, какая из указанных сущностей является самой значимой, менее значимой и т. д., я мог бы, успешно сравнивая пары на сбалансированных весах, полностью упорядочить сущности. Сделав это таким образом, я мог бы тогда приписать числа в любой из колонок от 1 до 9, приписывая наибольшее число самой значимой и так далее вниз. Это означает, что для указания порядка любое из монотонных преобразований является приемлемым.
Необходимо только определить, "правильным" ли будет порядок; то, что порядок является тем же самым, независимо от того, какое из вышеупомянутых преобразований используется, не означает, что порядок является правильным. Что мы подразумеваем под "правильным"? Мы имеем в виду, что наш установленный или прогнозируемый порядок согласован с порядком, выявленным в любом другом наблюдаемом процессе упорядочения. Можно было бы поставить сущности на какие-либо новые весы (новые весы - это "испытание"), и тогда сопоставление порядка, полученного с помощью новых весов, с нашим установленным порядком будет являться проверкой правильности (прогнозируемой достоверности) нашего первого порядка. Любое монотонное преобразование одной значимой последовательности упорядоченных чисел является для цели этой иллюстрации полностью эквивалентным для фактически используемых чисел. То есть любое из возможных монотонных преобразований является справедливым, в равной степени как и любое другое.
Мы можем суммировать, сказав, что при наличии системы для действительно упорядоченных сущностей, любое монотонное преобразование частных числовых значений, заданных в процессе упорядочения, будет в равной мере удовлетворительным. Формально мы можем сказать, что "все показатели порядка эквивалентны с точностью до (за исключением имеющихся) монотонных преобразований". Или другими словами, метод, в действительности указывающий только порядок, не может быть однозначно принят, как правильный для какого-то частного множества чисел. Любое монотонное преобразование будет действовать точно так же. Степень однозначности упорядочения может быть охарактеризована следующим образом: упорядочение является однозначным исключительно как ряд монотонных преобразований. Поэтому мы часто встречаем выражение; "упорядочение является однозначным вплоть до монотонного преобразования".
Упорядочение групп сущностей Предположим, что цель у нас другая. Предположим, что мы хотим иметь возможность расположить по порядку группы сущностей в соответствии с их значимостью. А точнее, предположим, что мы хотим приписать числа для каждого из составляющих объектов таким образом, что когда мы соединим объекты в множества или наборы, мы сможем расположить по порядку значимость этих наборов, зная только отдельно числа, приписанные каждой компоненте, путем простого сложения чисел, заданных для каждой компоненты. И мы хотим, чтобы это можно было сделать для любой возможной комбинации объектов. К счастью, люди нашли способ сделать это для взвешивания. Числа, которые задаются в результате этого процесса, являются произвольно выбранными вплоть до какого-то постоянного множителя (или пропорции) так, чтобы эти числа могли выражать фунты или унции, тонны или граммы. То есть мы можем произвольно умножать все числа, приписанные различным компонентам, на любую желаемую константу, не нарушая достоверности наших результирующих чисел для данной определенной цели. Но никакое монотонное преобразование мы использовать не можем, как могли это делать в предыдущем случае, где наша цель была другой.
Если бы нам нужно было добавить произвольно выбранную константу к каждому отдельно значимому числовому (весовому) значению компонент, мы не смогли бы добавить результирующие числа каждой компоненты, чтобы получить число, которое бы ранжировало составные наборы. Таким образом, числа, которые мы можем задать, строго ограничены. Мы не можем использовать какое-либо линейное преобразование, но можем использовать постоянный множитель, который представляет собой некий особый тип линейного преобразования. А если бы нам нужно было "измерить" длину отдельных предметов так, чтобы мы просто умели "добавлять" числа для получения длин отдельных предметов, расположенных непрерывной цепью, то мы снова обнаружили бы, что ограничены последовательностями (единицами измерения) с каким-то постоянным множителем, как единственно пригодной степенью произвольности.
Полезность и упорядоченность выбора Читатель должен просто заменить понятие веса в предыдущем примере на понятие "предпочтение", чтобы иметь дело с теорией
выбора или спроса. Экономика делает шаг вперед и дает наименование "полезность" числам. Можно ли определить набор чисел (мер) для различных сущностей и прогнозировать, что будет выбрана сущность с наибольшим приписанным числом (мерой)? Если это так, то мы могли бы дать наименование "полезности" данной мере, а затем утверждать, что выбор сделан так, чтобы обеспечить максимум полезности. Это простой шаг к утверждению, что "вы обеспечиваете максимум своей полезности", который указывает только на то, что ваш выбор прогнозируется в соответствии с величиной некоторых приписанных чисел.4 В аналитических цепях для удобства обычно постулируют, что некий индивид стремится максимизировать нечто, при определенных ограничениях. То - или численная мера "того", что он пытается максимизировать, - называется "полезностью". В данном случае к делу не относится, является ли полезность своего рода свечением, или теплом, или счастьем; принимается в расчет только то, что мы можем приписывать числа для сущностей или условий, которые личность пытается реализовать. Тогда мы говорим, что индивид стремится максимизировать определенную функцию этих чисел. К несчастью, термин "полезность" к настоящему времени приобрел столько сопутствующих значений, что очень трудно понять, что для этих целей полезность имеет только данное значение. Анализ поведения индивидуального спроса математически описывается как процесс максимизации некоторых количественных критериев или чисел, и мы допускаем, что индивид стремится добиться комбинации с наивысшим числом при определенной покупательной способности. Без какого-либо ущерба это можно было бы назвать "теорией полезности".5
Три типа прогнозирования выбора Надежные перспективы. Прежде чем продолжать дальше, необходимо четко указать на три типа выбора, которые будут нас касаться. Первый тип выбора - это выбор из множества альтернатив, "не подверженных риску". Не подверженный риску выбор, который в дальнейшем здесь будет называться надежной перспективой, это такой выбор, при котором выбирающий точно знает, что он непременно получит при каждом возможном выборе. Умение прогнозировать предпочтительный выбор означает, что мы можем задать числа для различных сущностей таким образом, чтобы сущность с наибольшим заданным числом являлась бы самой предпочтительной, сущность с чуть меньшим числом являлась бы чуть менее предпочтительной и т. д. Как было сказано ранее, принято называть эту численную величину "полезностью".
Очень существенно то, что понимается под термином "сущность". Под сущностью понимается какой-то специфический объект, действие, событие или их совокупность или образы. Это может быть апельсин, телевизор, стакан молока, поездка в Европу, частный временный график дохода и расхода (например, каждый вечер бифштекс, или каждый вечер ветчина, или бифштекс и ветчина вечером поочередно), женитьба и т. д. Отождествление какой-то сущности исключительно с одним единственным событием или действием привело бы к излишним ограничениям диапазона применения теоремы, о которой будет сказано ниже.6
Группы надежных перспектив. Вторая проблема в прогнозировании выбора, вероятно, состоит в упорядочении (прогнозировании) выбора среди не подверженных риску групп сущностей. Не подверженная риску группа состоит из нескольких сущностей, каждая из которых будет непременно получена, если выбирается данная группа. В настоящее время проблема состоит в том, чтобы спрогнозировать выбор из числа не подверженных риску групп, зная только полезности, определенные для отдельных сущностей, собранных в группы. Так, если бы в таблице I мы были вынуждены собрать сущности А и J в различные группы, то могли бы мы прогнозировать выбор среди этих групп, зная только численные показатели полезности, которые были заданы для составляющих компонент с целью решения проблемы предшествующего выбора? Конечно, мы задаем этот вопрос только предполагая, что полезности, предварительно заданные для компонент, были обоснованно прогнозируемы при выборе среди отдельных надежных перспектив.7
Неопределенные перспективы. Задача третьего типа заключается в том, чтобы расположить по порядку выборы, подверженные риску, или это то, что называется неопределенными перспективами. Неопределенная перспектива - это некая группа сущностей, из которых только одна может быть реализована, если эта группа будет выбрана. Например, неопределенная перспектива могла бы состоять из автоматической ручки, радио и автомобиля. Если выбирается данная неопределенная перспектива, то выбирающий непременно получит одну из трех сущностей, но какую он в действительности получит, заранее неизвестно. Он не совсем уж не знает того, что осуществится, поскольку предполагается, что он знает вероятности реализации каждой из составляющих группу компонент в неопределенной перспективе. Например, вероятность для автоматической ручки может быть 0.5, для радио 0.4 и для автомобиля 0.1. Эти вероятности в сумме составляют 1.0; одна и только одна из этих сущностей будет реализована. Неопределенная перспектива очень похожа на лотерейный билет. Если имеется только один приз, тогда неопределенная перспектива состоит из двух сущностей, выигрыша или проигрыша. Если есть несколько призов, неопределенная перспектива состоит из нескольких сущностей различных выигрышей и, конечно, проигрыша (в случае проигрыша).
Но имеется еще одно требование, и мы хотим, чтобы наш способ прогнозирования отвечал ему. Мы не только должны уметь прогнозировать выбор, но мы хотим делать это очень простым путем. Особенно мы хотим видеть каждую компоненту раздельно, а затем из показателей измерения полезности, заданных для элементов, как если бы они были надежными перспективами, мы хотим сгруппировать показатели измерения отдельных полезностей в показатель измерения групповой полезности, прогнозирующий выбор среди неопределенных перспектив. Например, предположим, что неопределенная перспектива состоит из ручки, радиоприемника и автомобиля, как это показано в таблице II.
Имеются ли полезности, которые можно приписать ручке, радиоприемнику и автомобилю так, чтобы при сравнении этих четырех неопределенных перспектив можно было бы использовать те же самые числа при достижении численных показателей полезности, которые будут приписаны неопределенным перспективам? В частности, можем ли мы вменить ручке, радиоприемнику и автомобилю числа так, чтобы при умножении на соответствующие вероятности в каждой неопределенной перспективе они дали какую-то сумму (ожидаемую полезность) для каждой неопределенной перспективы, и так, чтобы эти "ожидаемые полезности" свидетельствовали о предпочтении?
Таблица II
|
![]() |
![]() |
|