О понятии пользы в физике
Поле́зность блага или товара — его способность удовлетворять какую-либо человеческую потребность.
Полезность можно разделить на объективную и субъективную. Проблема измерения субъективной полезности в том, что у каждого человека может быть своя оценка полезности, существенно отличающаяся от средней.
Полезность блага тем выше, чем большему числу потребителей оно служит, чем настоятельнее и распространённее эти потребности и чем лучше и полнее оно их удовлетворяет. Полезность является необходимым условием для того, чтобы какой-нибудь предмет приобрёл меновую стоимость. Некоторые экономисты пытались даже построить на полезности теорию меновой ценности (см. Ценность).
История[править | править код]
Термин «полезность» был введён английским философом И. Бентамом, который под «принципом пользы» понимал принцип, который «одобряет или не одобряет какое бы то ни было действие, смотря по тому, имеет ли оно (как нам кажется) стремление увеличить или уменьшить счастье той стороны, об интересе которой идёт дело, или, … содействовать или препятствовать этому счастью»[1]. Он считал максимизацию полезности руководящим психологическим принципом поведения людей в их стремлении избежать страданий и увеличивать удовольствие (счастье). При этом он руководствуется своими личными вкусами и предпочтениями (субъективность, личностный характер полезности).
Максимизация полезности предполагает способность потребителя сравнивать, соизмерять полезности различных благ и их наборов. Во второй половине 19 века У. Ст. Джевонс, К. Менгер, Л. Вальрас независимо друг от друга и практически одновременно предложили количественную (кардиналистскую) теорию полезности. В основе этой теории лежит предположение о возможности соизмерения полезности различных благ. Ф. Эджуорт, В. Парето, И. Фишер предложили альтернативную порядковую (ординалистскую) теорию полезности. Последняя не предполагает возможности и необходимости количественного соизмерения, достаточно сопоставимости на качественном уровне предпочтений. В 30-х годах XX века эта теория приобрела каноническую завершённую форму благодаря работам Р. Аллена и Дж. Хикса. Теория, основанная на предпочтениях, стала общепринятой и наиболее распространённой.
Характеристика полезности[править | править код]
- Полезность не имеет физического или материального существования, поскольку полезность существует в сознании потребителя.
- Полезность не всегда полезна. Например, алкогольные напитки или сигареты считаются вредными для здоровья, но они могут иметь высокий уровень полезности для алкоголика или курильщика.
- Полезность не всегда приятна. Например, медицинские лекарства или инъекции не дают никакого удовольствия, но могут иметь высокий уровень полезности для пациентов.
- Полезность и удовлетворение — разные вещи. Например, потребитель, думая о покупке какого-либо товара, имеет в своей голове представление о полезности этого товара. Но удовлетворение наступает только после приобретения этого товара и/или его потребления. «Полезность» — ожидаемое удовлетворение, в то время как «удовлетворение» — наступившая или реализованная полезность.
Подвиды полезности[править | править код]
Различают субъективную (англ. cardinal utility — количественная полезность) и объективную (англ. ordinal utility — порядковая полезность) полезности.
Субъективная полезность — это полезность, которая может измеряться, например деньгами, или сравниваться. Например, при потреблении потребителем первого яблока, оно даёт ему самый высокий уровень полезности, второе яблоко даёт меньший уровень полезности, нежели первое. Третье и четвёртое яблоки не дают никакой полезности потребителю или никакого удовлетворения от их потребления, поскольку потребление третьего и четвёртого яблок сразу после первого и второго является чрезмерным для потребителя (см. Теория предельной полезности и Закон убывающей предельной полезности). Здесь наблюдается сравнение полезности яблок, что характерно для кардиналистской (субъективной) полезности.
Объективная полезность — это полезность, которая не может измеряться или сравниваться. Например, полезность воды в реке или песка в пустыне для потребителя не может быть измерена.
Общая полезность — суммарная полезность набора благ.
Предельная полезность — это дополнительная полезность, извлекаемая из потребления дополнительной единицы блага. С ростом количества потребляемого блага, в соответствии с законом убывающей предельной полезности, уменьшается и может стать меньше нуля (т.е. совокупная полезность уменьшается от потребления дополнительной единицы блага), однако в некоторых случаях может расти, но потом все равно станет уменьшаться.
См. также[править | править код]
- Кривая безразличия
- Функция полезности
- Предельная полезность
Примечания[править | править код]
- ↑ Бентам И. Введение в основания нравственности и законодательства // Избр. соч. СПб., 1867. Т.1. с.2
Литература[править | править код]
- Полезность / Д. В. Мельник // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
- Нейман Дж., Моргенштерн О. Теория игр и экономическое поведение = Theory of Games and Economic Behavior. — М.: Наука, 1970.
- Фишберн П.ruen Теория полезности для принятия решений = Utility Theory for Decision Making. — М.: Наука, 1978. — 352 с. — (Экономико-математическая библиотека).
- Nash, John F. The Bargaining Problem (англ.) // Econometrica : journal. — 1950. — Vol. 18, no. 2. — P. 155—162.
- Anand, Paul. Foundations of Rational Choice Under Risk (англ.). — Oxford: Oxford University Press, 1993. — ISBN 0-19-823303-5.
- Kreps, David M. (англ.)русск.. Notes on the Theory of Choice (неопр.). — Boulder, CO: Westview Press (англ.)русск., 1988. — ISBN 0-8133-7553-3.
- Plous, S. The Psychology of Judgement and Decision Making (англ.). — New York: McGraw-Hill Education, 1993. — ISBN 0-07-050477-6.
- Georgescu-Roegen, Nicholas. The Pure Theory of Consumer’s Behavior (англ.) // Quarterly Journal of Economics : journal. — 1936. — August (vol. 50, no. 4). — P. 545—593.
- Gilboa, Itzhak (англ.)русск.. Theory of Decision under Uncertainty (неопр.). — Cambridge: Cambridge University Press, 2009. — ISBN 978-0-521-74123-1.
Ссылки[править | править код]
- Definition of Utility by Investopedia
- Anatomy of Cobb-Douglas Type Utility Functions in 3D
- Anatomy of CES Type Utility Functions in 3D
- Simpler Definition with example from Investopedia
Источник
Зачем мне эта дурацкая физика? А вот зачем!
Самая распространенная жалоба школьника на трудность предмета звучит так: “Зачем мне эта дурацкая …. (тут можно поставить что угодно – физику, математику, историю, биологию), если я не собираюсь заниматься ей после школы?!”
Действительно, а нужно ли бедному ребеночку зубрить формулы и разбираться с законами Ньютона и Фарадея? Может, ну ее, эту пакость, займемся лучше чем-то интересным? Удивительно, но многие взрослые и сами не понимают, зачем учили физику в школе и искренне не видят связи между этой занимательной наукой и повседневной жизнью. Давайте же найдем эту связь!
Представьте себе свой обычный день. Вот вы встали с кровати, потянулись и посмотрели в зеркало. И законы физики заработали прямо с началом вашего дня!
Движение, отражение в зеркале, гравитация, которая заставляет вас идти по земле, а воду течь в раковину, а не вам в лицо, сила, которая требуется для того, чтобы поднять сумку или открыть дверь – все это физика.
Обратите внимание на лифт, легко и быстро поднимающий вас на нужный этаж, автомобиль или другой транспорт, компьютеры, планшеты и телефоны. Без физики все это никуда бы не поехало, не включилось и не заработало.
Развитие физики можно приравнять к прогрессу.
Сначала люди поняли законы оптики и изобрели простые очки, чтобы те, кто плохо видит, могли лучше ориентироваться, читать и писать. А затем на свете появились микроскопы, с помощью которых ученые сделали невероятные открытия в таких областях, как биология и медицина. И телескопы, в которые астрономы увидели планеты, звезды и целые галактики и смогли сделать выводы об устройстве Вселенной. Каждое открытие в физике помогает человечеству сделать новый шаг вперед.
Хорошо, скажете вы. Но ведь для всего перечисленного, для всех этих открытий и разработок существуют физики. То есть люди, сознательно выбравшие именно эту науку своей основной профессией. Причем же здесь остальные, да еще и гуманитарии? Им-то на что эти знания, если можно просто прочитать инструкцию к своему телефону и этого будет достаточно для его использования?
Мы уже писали, что в каждом гуманитарии может обнаружиться и технарь, но кроме этого, приведем несколько примеров из повседневной жизни, когда базовое знание физики может пригодиться каждому. Причем, разберем только один раздел физики, практически полностью созданный Исааком Ньютоном, – механику.
Движение, скорость, ускорение.
Итак, все во Вселенной постоянно двигается, включая нашу планету и землю, по которой мы ходим. А ходим мы почти ежедневно в разные места. Значит, мы постоянно рассчитываем, насколько быстро доберемся до театра, работы, друзей, чтобы не опоздать. Задачи на скорость мы решаем в средней школе в рамках курса математики, но на самом деле это базовая физика.
Теперь представьте, что вы выбираете машину. У вас есть желание получить резвый автомобиль, но вам нужно возить семью, поэтому размер тоже имеет значение. То есть резвый и большой. И как же понять, какой подойдет? На что вы обратите внимание? На ускорение, конечно! Есть такой параметр – постоянное ускорение, то есть разгон от 0 до 100 км за количество секунд. Так вот чем меньше время от 0 до 100, тем бодрее будет ваша машина на старте и виражах. И это подскажет вам физика!
Когда вы начинаете (и продолжаете) водить машину, кое-что из базового курса физики вам очень пригодится. Например, вы сами поймете, что резко тормозить на трассе при скорости 120 км/ч только потому, что вам внезапно захотелось полюбоваться красивым видом, пожалуй, не стоит.
Даже если за вами не едет на такой же скорости еще несколько автомобилей, водители которых могут не успеть среагировать. Просто при торможении ускорение отрицательное, поэтому всех, кто сидит в машине, резко бросает вперед. Поверьте, впивающиеся в тело ремни и растянутые шейные мышцы – это неприятно. Просто имейте в виду такое понятие из физики, как ускорение.
Сила тяготения, импульс и другие полезности.
Физика расскажет о законе тяготения. То есть мы уже и так знаем, что если бросить предмет, то он упадет на землю. Что это значит? Земля притягивает нас и все предметы. Мало того, планета Земля притягивает даже такой тяжелый космический предмет, как Луна. Заметим, что Луна не улетает по своей траектории и каждый вечер показывается людям. Также не зависают в воздухе любые штуки, которые мы в сердцах бросили на пол. На брошенные предметы действует еще и ускорение, потому что у Земли огромная сила притяжения. А также сила трения.
Поэтому, зная об этих законах, можно понять, что происходит, если человек прыгает с парашютом. Связана ли площадь парашюта связана с замедлением скорости падения? Может, стоит просить парашют побольше? Как действует импульс на коленки парашютиста, и почему нельзя приземляться на прямые ноги?
А как выбрать горные лыжи? Вы отлично катаетесь или только начинаете? Подумайте о трении, уточните именно эти параметры своих новых лыж. Если вы новичок, не знающий физики, то очень вероятна ошибка в выборе. Успеете ли вы остановиться?
Окей, вы не собираетесь прыгать с парашютом и ничего не хотите знать про горные лыжи.
Вернемся к повседневности. Вот перед вами гайка и гаечный ключ. За какую часть ключа нужно взяться, чтобы приложить к гайке максимальную силу? Те, кто изучал физику, возьмутся за ключ как можно дальше от гайки. Чтобы открыть тяжеленную дверь в старое здание, нужно давить на нее с самого краю, подальше от петель. Нужно ли рассказывать про рычаг и точку опоры, которой так не хватало Галилею?
Наверное, этих примеров пока достаточно для иллюстрации ежедневного присутствия физики в нашей жизни. И это была только механика! А ведь есть еще оптика, которую мы упоминали в начале статьи, и электричество с магнитными полями. И это мы скромно молчим про теорию относительности.
Поверьте, физика на базовом уровне необходима каждому, чтобы не выглядеть глупо и смешно в самых обычных ситуациях.
Источник
Изображение взято из открытых источников
В этом цикле статей я постараюсь рассказать в простой и доступной форме о такой науке, как физика. Эти уроки будут полезны как студентам, так и школьникам, а так же любым другим людям, которые внезапно захотели освежить свои знания.
Для начала, давайте разберемся, а что же такое “физика”? Вот что пишет Википедия (цитата):
«Фи́зика (от др.-греч. φύσις — природа) — область естествознания. Наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении. Законы физики лежат в основе всего естествознания».
Если сказать простыми словами, физика – это наука о природе. Здесь под природой имеется в виду не только леса, поля и луга, но планета в целом, а так же космос и вообще вся материальная Вселенная, включая микромир (атомы и элементарные частиц) и макромир (звезды и галактики). Для чего это нужно знать? Полагаю, ответ очевиден. Знание об окружающем мире позволяют наиболее эффективно с этим самым миром взаимодействовать себе на благо. Например, когда наши древние предки узнали о том, что металл при высокой температуре (в огне) плавиться, они смогли усовершенствовать свои орудия труда, сделав их не каменными а металлическими. Это позволило затрачивать на их изготовление меньше усилий и времени: вылить или выковать предмет из металла гораздо проще, чем сделать его из камня путем ударов камнями друг о друга. А в наше время благодаря физике стало возможно изобрести автомобили, телефоны, компьютеры и даже запускать корабли в космос.
Теперь поговорим о разделах физики. Их довольно много, разберём самые основные:
- Механика. Это, по сути начальный раздел физики. Основа основ, так сказать. Давайте сначала разберем точное определение, а потом переведем его на понятный язык. И так меха́ника (греч. μηχανική — искусство построения машин) — раздел физики, наука, изучающая движение материальных тел и взаимодействие между ними; при этом движением в механике называют изменение во времени взаимного положения тел или их частей в пространстве (цитата из википедии). Ну а если по русский, то механика – это наука о разных механизмах, о том, как они друг на друга влияют, о движении и силах, которые могут действовать на разные предметы и что из этого получается. Благодаря механике были изобретены механические часы, колесо, мельница и многое другое. А вот автомобиль был изобретен не только благодаря механике, а еще и другим разделам физики, например, термодинамике. Сама механика делиться на три раздела. Кинематика – наука о движении, динамика – наука движении под действием разных сил, статика – наука о силах без движения.
- Термодинамика. Наука о тепловой энергии, ее превращении и взаимодействии с другими видами энергии. Благодаря знаниям из этой области физики, были изобретены такие устройства, как двигатель внутреннего сгорания в автомобиле, паровой двигатель в старых поездах, батареи центрального отопления и многое другое.
- Молекулярная физика. В некотором роде это продолжение термодинамики, но с учетом того знания, что все вещества состоят из молекул. Развитие этой науки привело к появлению таких дисциплин, как физика твердого тела, физическая химия, молекулярная биология, физика металлов, физика полимеров, кристаллофизика, физика плазмы и многое другое.
- Электричество и магнетизм. Благодаря этой науке мы имеем многочисленные устройства, работающие на электрической энергии – холодильники, телевизоры, компьютеры. Компьютеры, кстати, были изобретены не только благодаря знаниям в области электричества, но так же благодаря таким наукам, как молекулярная физика, атомная физика и квантовая механика.
- Атомная физика. Раздел физика, занимающийся строением атома. Благодаря этим знаниям были изобретены различные полупроводниковые приборы, в частности транзисторы, которые легли в основу всех полупроводниковых устройств, в том числе современных компьютеров.
- Ядерная физика. Этот раздел изучает строение и свойства атомных ядер, он логический вытекает из атомной физики. К сожалению, этот раздел физики принес человечеству очень много вреда (изобретение атомной бомбы), возможно, даже больше, чем пользы. И все из-за того, что есть такие нехорошие люди, всякие там генералы и прочие военные, которые все открытия стремятся использовать в первую очередь для убийств. Но нельзя сказать, что ядерная физика не принесла никакой пользы. Во первых, ядерную энергию научились использовать и в мирных целях, а во вторых, как развитие ядерной физики, появились такие физические дисциплины, как физика элементарных частиц и квантовая механика.
- Физика элементарных частиц. Как оказалось, не только атом делиться на ядро и электроны, но и само ядро состоит из протонов, нейтронов а так же других частиц. И все эти частицы (электроны, протоны, нейтроны) могу друг с другом взаимодействовать, порождая другие частицы. Да и некоторые частицы тоже оказались делимыми, и при том, они обладают различными свойствами. Все это изучает физика элементарных частиц.
- Квантовая механика. Оказалось, что элементарные частицы совсем не такие, как предметы окружающего мира. Это не кусочки чего-то твердого, как например, камень, а какая-то неведомая штуковина, описанная математическими формулами, которая может находиться в разных местах одновременно и обладает другими экзотическими свойствами. По сути, квантовая механика занимается тем, что изучает эти самые элементарные частицы и описывает их поведение математическими формулами. Какая от всего этого польза? На первый взгляд, польза не совсем очевидна, по крайней мере, для сегодняшнего дня. Если конечно, не считать того, что для создания таких сложных полупроводниковых устройств, как компьютер, уже необходимо учитывать квантовомеханические эффекты. Хотя уже сейчас созданы простейшие компьютеры, вычисления которых основаны исключительно на квантовых эффектах, так называемые квантовые компьютеры. Пройдет какое-то время, и квантовые компьютеры станут такой же обыденной вещью, как ноутбук или сотовый телефон. Только вот по мощности квантовые компьютеры во много превзойдут обычные. А уж что будет дальше, остается только гадать. Может, знания в области квантовой механики позволят людям построить звездолет и полететь на Альфа Центавру, а так же колонизировать другие планеты.
- Теория относительности. Это раздел физики, изучающий пространство, время, гравитацию и их взаимосвязь. Время в этой теории рассматривается не как простой хронометраж событий, как понимает его большинство людей, а как некую неведомую штуковину, описанную формулами, которая неразрывно связанная с пространством. А само пространство – это такая же неведомая штукенция, тоже описанная формулами. Дело в том, что внезапно оказалось, что законы механики иногда не работают. Иными словами, при помощи формул было вычислено, например, как должна двигаться какая-нибудь планета, наблюдаемая астрономами, ну, скажем Марс. А она, сволочь такая, двигается не совсем так. Погрешность не большая, но достаточная, что бы поставить под сомнение законы классической механики. Это привело к созданию теории относительности, согласно которой чем быстрее движется тело, тем больше его движение отклоняется от законов механики. Это самое отклонение так же можно вычислить по формуле. Для земных скоростей оно даже не заметно. Но совсем другое дело для звездолета, летящего на Альфа Центавру со скоростью, близкой к скорости света (скорость света примерно 300 км/с). В этом случае наблюдаться различные релятивистические эффекты. В частности, замедление времени. Может случиться так, что пока космонавты куда то летали на звездолете, на Земле прошли века, все их родственники давно умерли от старости, а для экипажа прошло всего то, допустим, пару месяцев и они вернулись такие же молодые, как и полетели. Может возникнуть вопрос, а откуда все это узнали, если таких звездолетов еще не изобрели? А все дело в том, что все эти формулы проверили при помощи очень точных приборов, которые позволяют замерить те самые мизерные отклонения, характерные для относительно медленных скоростей.
- Теория струн. А вот это еще более сложный раздел физики, чем квантовая механика и теория относительности. Она объединяет и ту и другую дисциплину. Дело в том, что внезапно оказалось, что теория относительности и квантовая механика противоречат друг другу. Что бы убрать эти противоречия, были выдвинуты новые гипотезы, которые легли в основу теории струн.
Следующий урок. Физика для чайников. Урок 2. Механика.
Источник