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sábado, 2 de junho de 2012

O design da Liahona e o objetivo do segundo eixo

 

O Design da Liahona e do Objetivo do segundo eixo 
 Robert L. Bunker Journal of Book of Mórmon Estudos: Volume - 3, Issue - 2, Páginas: 1-11Provo, Utah: Maxwell Institute, vistas 1994 

 
As opiniões expressas neste artigo são as opiniões do autor e não representam necessariamente a posição do Instituto Maxwell, Brigham Young University, ou a Igreja de Jesus Cristo dos Santos dos Últimos Dias. 

Traduzido mediante solicitação de previa autorização pela Editora.

Fonte http://maxwellinstitute.byu.edu/publications/jbms/?vol=3&num=2&id=59


O Design da Liahona e do Objetivo do segundo eixo 

Robert L. Bunker

    
Resumo: A Liahona foi dada pelo Senhor como um dispositivo de comunicação para Leí para determinar a direção apropriada da viagem. Este dispositivo continha dois ponteiros, apenas um dos quais era necessário para fornecer a informação direcional. Mas a Liahona era mais do que apenas uma bússola simples na função,  a fé também era  necessária para a operação correta.  





Uma vez que um único ponteiro sempre "aponta" em algum sentido, o ponteiro adicional foi necessário para indicar ou não se a leitura do primeiro ponteiro poderia ser validada. Este objetivo proposto para o segundo ponteiro obedece a um princípio de engenharia bem estabelecido em modernos sistemas tolerantes a falhas de computador chamado "voto", em que dois estados de processos idênticos são comparados e são declarados corretos se eles são coincidentes, e incorretos se forem diferentes. Por isso, o  segundo ponteiro, quando coincidente com a primeiro, que indica uma operação adequada, e quando ortogonal, indicaria falta de operação.

A Liahona foi dada pelo Senhor a Leí com duas finalidades básicas:



 Primeira, ela funcionava como um dispositivo de comunicações, apontando para a direção da viagem e fornecendo instruções escritas do Senhor que eram bem visíveis a todos os que eram de Leí.  


Em segundo lugar, ela funcionava como uma representação física da presença do Senhor, assim como o pilar de fogo à noite e a nuvem durante o dia mostrou os caminhos aos filhos de Israel enquanto viajavam no deserto sob a liderança de Moisés (cf. Êxodo 13:21).  


Da mesma forma, o funcionamento da Liahona constantemente lembrado por Leí,da providência do Senhor, era quem estava dirigindo sua jornada.  


Mas aqui o paralelo com os israelitas no deserto diverge. Ao contrário de uma nuvem ou coluna de fogo, a Liahona é um objeto físico que fornece uma função muito específica. É também referida como uma bola, bússola, ou instrumento diretor, nos termos que fornecem uma descrição dessa função.  


Como tal, ela se destaca como um objeto especialmente único em toda a história humana; é o único dispositivo mecânico, de que temos conhecimento, já construído "pela mão do Senhor" para uso por simples mortais.1

    
E eu, Néfi, também havia trazido os registros que estavam gravados nas placas de bronze, e também a bola, ou bússola, que foi preparada para o meu pai pela mão do Senhor, de acordo com o que está escrito. (2 Néfi 5:12)

    
E a bola ou diretor, o que levou nossos pais através do deserto, que foi preparado pela mão do Senhor para que assim possa ser levado. . . (Mosias 1:16)

    
E agora, meu filho, tenho algo para dizer como  preocupação da coisa que nossos pais chamam de esfera, ou diretor ou nossos pais chamaram de Liahona, que é, por interpretação, uma bússola, mas o Senhor a preparou. (Alma 37:38)


Para um engenheiro, o Senhor é o engenheiro consumado.  



Conseqüentemente, qualquer produto mecânico de suas mãos seria exibir a mesma perfeição de funcionalidade, economia, design e grande beleza estética que é visto em suas criações biológicas.  


Além disso, com o conhecimento do Senhor de todas as coisas, a Liahona poderia muito bem utilizar princípios de engenharia completamente desconhecidos para Leí e os grandes intelectos do seu tempo, ou mesmo do tempo de Joseph Smith, mas que tornaram-se bem estabelecidos em nosso tempo.

Como confirmação da expectativa de acabamento requintado e arte técnica, considere as palavras de Néfi: "E aconteceu que, como meu pai se levantou pela manhã, e saiu à porta da tenda, para seu grande espanto viu no chão uma bola redonda de obra curiosa, e era de latão puro "(1 Néfi 16:10). Alma, que mais tarde possuía esse artefato sagrado, acrescenta na sua perspectiva: ". E eis que não pode a obra ser de alguém, à maneira tão esmerada e eis que tudo estava preparado para mostrar aos nossos pais o caminho que eles deviam viajar no deserto "(Alma 37:39).


Néfi descreve a construção interna como a existência de "dentro da bola ... dois eixos (1 Néfi 16:10) .2 seguida, o texto passa a especificar a funcionalidade de um desses eixos:" e que apontou o caminho para onde nós devemos ir para o deserto "(1 Néfi 16:10).


E qual foi a função do outro fuso? Como foram estes eixos dispostos? Qual foi a sua amplitude de movimento? Por que só dois, não um, três ou mais eixos, etc. e tal?  



Antes dessas perguntas poderem ser respondidas, é importante  identificar um recurso adicional exigido deste dispositivo: "Eu, Néfi, vi os ponteiros que estavam na bola, que fizeram o trabalho de acordo com a fé e a diligência e a atenção que nos faziamos para dar para eles "(1 Néfi 16:28).

É claro a partir desta e outras referências que ao observador mortal (Néfi, Leí, Lamã, Lemuel, etc), a Liahona não apenas forneceu informações direcionais, mas também indicou explicitamente ou não que a informação poderia ser invocada se a fé fosse suficiente ou não para que o dispositivo funcione corretamente.  



Como exemplo, depois que a família tinha sido lançada ao mar durante um certo período de tempo, os irmãos de Néfi ficaram agitados e irritados amarram Néfi com cordas: 


"E aconteceu que, depois de terem  me amarrado de tal maneira que eu não podia me mover, a bússola, 3, que havia sido preparada pelo Senhor, deixou de trabalhar "(1 Néfi 18:12).  


E mais tarde, eis que o navio quase afundou em uma forte tempestade, Néfi lembra: "E aconteceu que, depois de terem entregado a mim, eis que tomei a bússola, e ela fez o trabalho para onde eu desejava que isso acontecesse.  Sim, e isso veio a acontecer. Orei ao Senhor, e depois que eu tinha rezado os ventos cessaram, e a tempestade cessou, e houve grande bonança "(1 Néfi 18:21)


.Para completar a descrição funcional deste dispositivo especial, a comunicação entre o Senhor e o grupo de Leí é reforçada pelo texto escrito na parte externa da bola: 


"E aconteceu que a voz do Senhor lhe disse: Olha para a bola , e vê as coisas que estão escritas "(1 Néfi 16:26), e por escrito sobre os fusos:" E lá também foi escrito, sobre [os ponteiros], 4 uma nova redação, que era simples de ser lida, o que fez nos dar a compreensão sobre os caminhos do Senhor, e IT5 o que foi foi escrito mudava de vez em quando, de acordo com a fé e a diligência que nós davamos a ela.  E assim vemos que, por pequeno significa que o Senhor pode realizar grandes coisas ". (1 Néfi 16:29).

Para saber mais, clique em Mais informações, abaixo.




Embora o sinal de bordo, zero almofada, ou destacamento função é periférico para o funcionamento dos ponteiros, isto proporciona uma visão interna do tamanho do Liahona, que por sua vez determina o tamanho máximo dos ponteiros. Considere-se que, se a Liahona foram cinco polegadas de diâmetro (aproximadamente do tamanho de um melão ou um coco sem a sua casca), haveria aproximadamente 35 polegadas quadradas de superfície disponível na superfície externa para escrita-no tamanho de uma única página do livro (5 x 8 polegadas).  



O tamanho desta área é proporcional ao quadrado do diâmetro; o tamanho aumenta linearmente com a percentagem da superfície do fuso que assumimos é utilizável. 


 Diâmetros acima seis polegadas fariam da  portabilidade um problema (o peso iria reduzir um pouco mais do que o quadrado do diâmetro por  outras razões que não geometria pura), enquanto que um tamanho menor do que cerca de quatro polegadas iria mais severamente limitar a área disponível para mensagens escritas.

A quantidade dos textos inscritos nos ponteiros não pode ser determinada a partir da descrição de Néfi, mas o tamanho físico da escrita deve ter sido pequeno, caso contrário, a observação de que "era simples de ser lida" (1 Néfi 16:29) teria sido desnecessária.  





Assumindo que a Liahona foi constituida de um tamanho de cerca de cinco polegadas de diâmetro, em seguida, os ponteiros eram do tamanho de um dedo de comprimento e largura, proporcionando assim uma área modesta para o texto de alguns centímetros quadrados.  




Uma mensagem apropriada para ter indicado nos ponteiros teria sido a função do ponteiro segundo em relação ao primeiro e à necessidade de fé para o seu bom funcionamento.  




Este também seria consistente com a afirmação de Néfi de que a mensagem "nos deu entendimento sobre os caminhos do Senhor" (1 Néfi 16:29).  


E quais são os "caminhos do Senhor"? A unidade de direção e propósito quando os ponteiros estavam funcionando em resposta a obediência e fé podem representar uma poderosa mensagem simbólica. É difícil para ver como fraseado tal seria aplicável às mensagens inscritas no lado de fora da Liahona (cf. n. 5). No entanto, a unanimidade de opinião sobre estas subtilezas não é necessário para apoiar a premissa deste trabalho, a justificação para ainda não será tentada.

Tendo estabelecido os requisitos funcionais, conforme especificado acima, o projeto postulado da Liahona pouco difere na sua forma externa a partir da descrição. O famoso artista Arnold Friberg relata no momento em que ocorreu descoberta, onde Lehi está segurando a Liahona recém-encontrado em suas mãos enquanto sua família olha com espanto. Esta representação artística da Liahona como uma forma esférica é consistente com a "bola", como descrição. Curiosamente, não há necessidade de engenharia de condução do desenho para um cilindro-esfera um curto teria sido suficiente, de modo a sua forma deve ter tido significado simbólico adicional. Talvez ela representava a Terra, mais da metade de cuja circunferência Leí e sua família estariam atravessando.


Na parte superior, haveria uma abertura ou aberturas para visualizar os fusos no interior da esfera. Os oito furos triangulares representados por Friberg são simplesmente uma especulação.



 Do ponto de vista de um engenheiro, um número primo de aberturas (três, cinco, sete, etc) daria menos obscurecimento dos ponteiros, mas a assimetria poderia prejudicar a estética. Além disso, existem vários outros desenhos concebíveis que poderiam fornecer a funcionalidade necessária, mantendo a aparência esférica, mas uma discussão mais aprofundada destes é para além do âmbito e não é relevante para a premissa deste paper. (Figura 3 ilustra um pouco a hipotese de um engenheiro especulativo com "melhorias" de representação especulativa de um artista. No entanto, Friberg, ou quem lhe forneceu a inspiração para a construção do Liahona, fez um excelente trabalho de pensar através de muitos detalhes construtivos necessários não descritos no texto bíblico .)

Agora, para voltar a esta questão, o projeto mais importante ´é o objetivo do segundo ponteiro. Conforme mencionado na descrição de Néfi acima, um ponteiro necessariamente forneceu informações direcionais. 





 Mas, para apreciar a elegância do design da Liahona e, do ponto de vista de um engenheiro, é necessário entender a função do segundo ponteiro.


 Uma vez que um único ponteiro fica sempre apontando numa direção, era provável que o papel do segundo ponteiro  fosse   fornecer a informação necessária adicional sobre se a Liahona estava "operacional", o que significa dizer que a informação apontando a partir do ponteiro primeiro era confiável.

Há apenas uma abordagem de engenharia que fornece a funcionalidade necessária e atende a todos os requisitos acima, tanto de forma eficiente e simples.  



Esta é a forma de como ela teria trabalhado: se um observador tivesse visto ambos os ponteiros e mas como ele viu apenas um único ponteiro, como visto na figura 1, em seguida, ambos estavam alinhados na mesma direção, um em cima do outro, pois era a direção correta, istoé,  foi a direção indicando corretas informações.  




O grupo de Leí poderia, então, seguir na direção indicada, com a confiança de que ela era a instrução do Senhor.


 Se, por outro lado, se os dois ponteiros fossem cruzados  de outras maneiras uns aos outros formando um "x" conforme mostrado na figura 2 em seguida, o dispositivo não estava  funcionando corretamente, e as informações apontador não era confi[aveis. Nenhuma outra informação foi exigida da Liahona, por isso não mais de dois ponteiros eram necessários. Mas os requisitos deviam exigir um mínimo de dois ponteiros.

Enquanto isto pode parecer uma solução trivial, no entanto, emprega um princípio básico fundamental da engenharia chamado "voto de cordas redundantes", desenvolvido pela primeira vez cerca de 50 anos atrás, para fazer os computadores digitais serem mais confiáveis. 7 Hoje ele é usado  em uso avançado " em sistemas fly-by-wire, isto é  "sistemas de aeronaves de controle digital, controle de reatores nucleares, mudança de via férrea, 8 de comutação telefônica, Serviço de transferência 9 da NASA, 10 interplanetárias sofisticadas e em órbita terrestre de espaçonaves, 11 e qualquer outra aplicação onde a confiabilidade excepcionalmente elevada é uma exigência para evitar a perda de vida ou de bens valiosos.  





Para garantir a confiabilidade tal, os engenheiros utilizam esta técnica de votação para determinar se dois (ou mais) sistemas idênticos, que executam  exatamente o mesmo processo, precisamente ao mesmo tempo, e se cada um tem a resposta correta.  


Se o resultado da votação é o mesmo para cada cadeia independente, a execução correcta é assumida para ter ocorrido, e o sistema prossegue para implementar a função esperada.




 No entanto, se ocorrer uma falha em uma das cordas, então os votos serão diferentes. Quando isso acontece uma falha ou erro é declarada, e uma ação previamente especificada  como alternativa é tomada.


Os 12 engenheiros chamam  tais projetos de "intolerante a falhas", porque uma única falha pode ser detetada e ação corretiva iniciada. A mesma técnica pode ser dimensionada  para proteger contra falhas múltiplas.

A abordagem de voto funciona melhor para sistemas digitais, onde todas as informações são expressas por apenas dois estados: "on" ou "off", "1" ou "0", "verdadeir" ou "falso", e assim por diante.  



Tais sistemas são chamados de "binários", e eles encontram amplo uso em modernos computadores digitais.


 O caso mais simples é o lugar onde existem apenas duas funções de processamento idênticos e redundantes.  


Estes são geralmente implementados como dois percursos de sinal independentes, muitas vezes por dois computadores independentes mas sincronizados.  


Se ambas as funções de processamento produzem a mesma resposta, a execução do processo de continuação é permitida porque nenhuma falha ocorreu.  


Se, por outro lado, a votação produz respostas diferentes, então o processo é abortado e uma falha é declarada.  


Note-se que não há nenhuma maneira a priori de determinar qual dos dois fluxos de processo falhou sem informação adicional, apenas que ocorreu uma falha de um dos dois canais.

Enquanto uma falha simultânea em ambas as seqüências é possível, são excluídos porque a taxa de falha única em uma linha é assumido como sendo suficientemente baixa  e que a probabilidade de dois fracassos é estatisticamente "insignificante" dentro do tempo necessário para detectar uma falha por votação.



 Boa prática de engenharia requer que neste caso seja verificado para se assegurar que o tempo entre votos é suficientemente curto para satisfazer as "insignificâncias" de critérios.

O metodo de two-way voto é frequentemente usado em funções onde o tempo não desempenha um papel crítico e onde é possível parar e implementar um processo de teste (automaticamente ou através da intervenção humana) para determinar o caminho que falhou.  



É o mínimo necessário para atingir culpa ou indicação de falha. 


 Ele também minimiza a quantidade de hardware ou equipamento necessário para implementar a estratégia falha.


 Nos sistemas modernos que exigem hardware duplicado; para a Liahona foi necessário um fuso duplicado.


 E nos dois sentidos de voto era tudo o que a Liahona era obrigado a fornecer na função especificada, e portanto, apenas dois fusos eram necessários.  


Ver a figura 3 para um desenho tridimensional da forma como poderia se ter olhado com a bola de obscurecimento cortada.

Para aqueles interessados ​​nesta abordagem de design tolerante a falhas, de três vias de votação que  fornece uma indicação instantânea de qual canal falhou porque dois dos três caminhos ainda produzim um resultado comum e a garantia da correta execução.  



Tais indicadores são usados ​​nos sistemas mais recentes de aeronaves de controle, onde alguns microsegundos perdidos podem significar a destruição da aeronave. 


 Para conseguir uma tolerância maior a falhas, os sistemas superreliable, isto é de super confiabilidade, passam a  implementar esquemas de ordem mais elevada de voto.  


O Shuttle da NASA, por exemplo, usa quatro computadores idênticos, na execução no mesmo passo e votam todos os resultados para garantir a ausência de falhas de desempenho, mesmo após duas falhas.13 


No projeto proposto para a Liahona, o Senhor teria feito uso gratuito de uma técnica de engenharia de 2500 anos antes que o homem o tenha inventado nos anos 1940 a14 como uma forma de construir sistemas digitais seguros. 15 A implementação é simples, elegante e em todos os sentidos satisfaz os requisitos, sem qualquer função supérflua ou desnecessária complexidade. Como confirmação potencial, examinar cuidadosamente esta passagem em Alma:

    
E [a Liahona] fez um trabalho para eles de acordo com sua fé em Deus, portanto, se eles tinham fé para acreditar que Deus poderia fazer com que aquelas agulhas deviam apontar o caminho que eles devem ir, eis que foi feito, por isso eles conseguiram esse milagre , e também muitos outros milagres forjados pelo poder de Deus, dia a dia. (Alma 37:40)


Aqui a palavra fusos é usada no plural, sugerindo que ela requer ambos os eixos para "apontar o caminho" a percorrer. 



 E isso é exatamente o que ambos os eixos estão fazendo no projeto proposto quando estão "apontando o caminho."Notas1. A origem do Urim e Tumim (s) utilizado pelos antigos profetas e Joseph Smith não foi revelada, mas eles também podem ter sido construídos pelo Senhor. 


 Eles são distinguidos dos Liahona, no entanto, em que o dispositivo deve  este ter componentes móveis. Curiosamente, ambos os instrumentos têm uma característica fundamental em comum: ambos necessitam de fé para o funcionamento adequado.

2. Néfi também se refere a eles como ponteiros (1 Néfi 16:28).  



O fuso como palavra é sugestiva de forma enquanto ponteiro é descritivo da função.  


O Dicionário de Inglês Oxford (Oxford: Oxford University Press, 1970), sv "Eixo", descreve um "eixo" como um objeto usado na fiação: "uma haste delgada arredondada ... afinando para cada fim" (existem outras definições constantes, mas isso parece para melhor para atender o Livro de Mórmon em seu contexto). 


 Tal um ponteiro fusiforme é geralmente encontrado em bússolas magnéticas (cf. n. 3), onde algum tipo de marcação designa um final como o norte.  


O eixo na Liahona usado para designar direção teria exigido a diferenciação entre as extremidades, quer pela cor, forma ou textura.  


Embora o uso da forma fuso é esteticamente agradável e funcional adequada, há razões de engenharia de som para a sua seleção: a simetria intrinsecamente fornece equilíbrio mecânico ao longo de seus eixos maior e menor, a exigência de ambas as bússolas e a Liahona.

3. Uma vez que a bússola magnética em tempo de Leí era ainda muitos séculos antes de ser descoberta, o uso da palavra "bússola", de Joseph Smith na tradução para se referir ao Liahona reforça não só a analogia da função direcional com a bússola moderna, mas também de design (cf . n. 2).


4. Antecedentes dos pronomes no Livro de Mórmon são freqüentemente ambíguos. Aqui "eles" sendo plural é assumido para se referir ao plural última descritivos substantivo "ponteiros".  



No entanto, o Livro de Mórmon Manual do Aluno: Religião 121 e 122 (Salt Lake City: A Igreja de Jesus Cristo dos Santos dos Últimos Dias, 1989), 16, sob o título "A Liahona", sugere que o antecedente de todos os pronomes neste versículo é a "escrita" do lado de fora da Liahona.

5. O antecedente mais provável a ser referido é a "escrita" do lado de fora da Liahona (cf. n. 4). O eixo iria proporcionar uma área pouco para escrever, e toda a escrita seria obscurecida por projetos postulados
. Parece improvável que o Senhor venha a  tentar usar tal espaço para as comunicações regulares, quando uma área muito maior que era mais fácil de ler estava disponível no lado de fora da esfera.  


Outros modelos de Liahona possíveis sem a superestrutura obscurecendo tornaria a visibilidade  melhor dos fusos, mas não iria  aliviar a restrição de área.

6. Arnold Friberg, "A Liahona," Evangelho de Arte, # 302.


7. Algirdas Avizienis et al. "Fault-Tolerant Computing: Uma Visão Geral", IEEE Computer 4/1 (janeiro-fevereiro de 1971): 10.


8. Algirdas Avizienis, "Tolerância a Falhas de Software", XI Computer World Congress (Congresso IFIP, 1989), San Francisco, CA, 28 agosto-1 setembro, 1989 (versão avançada), 23-24.


9. John P. Hayes, Arquitetura de Computadores e Organização (New York: McGraw-Hill, 1988), 664.10. JR Sklaroff, "Redundância Técnica de Gestão da Informática do Space Shuttle," IBM Journal of Research e Desenvolvimento 20 (Janeiro 1976): 20.


11. Hayes, Arquitetura de Computadores e Organização, 664. Também comparar propostas de aplicações espaciais futuras, utilizando esta técnica: Blair F. Lewis e Robert L. Bunker ", MAX: Um computador avançado em Paralelo para Aplicações Espaciais", Anais do AIAA / NASA Segundo Simpósio Internacional sobre Sistemas de Informação Espacial, Pasadena, CA, 17-19 setembro de 1990, 773. 



 Algumas aplicações são ainda classificados.

12. Avizienis et al, "Fault-Tolerant Computing: Uma Visão Geral",. 5-8.


13. Estratégias de voto só irão proteger contra falhas de hardware uma vez que o mesmo software é executado em todos os quatro computadores.  



Para se proteger contra uma falha de software, o Shuttle tem um computador quinto com um design completamente diferente, feito por uma empresa diferente, software rodando, escritos por pessoas diferentes, que podem fornecer a mesma funcionalidade. 


 Assim tolerância a falhas ainda maior é alcançada.

14. Avizienis et al, "Fault-Tolerant Computing: Uma Visão Geral",. 10. Veja também Algirdas Avizienis, H. Kopetz, e JC Laprie, eds, The Evolution of Fault-Tolerant Computing (New York: Springer, 1987).


15. Aqueles informados sobre tais sistemas podem reivindicar que a Liahona é um instrumento analógico (com um número arbitrariamente grande de estados de saída) e seria correto sobre a informação direcional fornecida. Mas a informação adicional sobre se a direção indicada é "verdade" ou "falsa" é uma função digital que requer apenas uma expressão de dois estados.
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