從商業街到圖書館的“地下日本”

黃剛

博物館的4層至5層是館內最吸引人、最讓人期待的“書架劇場”。

人類利用地下空間的歷史，幾乎與人類自身的歷史一樣久遠。居住也許是人類最早利用地下空間的方式，人類祖先在學會建造房屋后，才開始逐漸由半地下的洞穴生活向地面生活過渡。隨著社會的發展，人類開始基于居住、生活、生產、貯藏、軍事、陵墓、宗教等功能更加廣泛地利用地下空間。得益于土木工程和建筑技術的進步，現代社會對地下空間的利用更是如火如荼。日本是一個山林多、耕地少的島國，人口大多集中在沿海狹小的平原地區。因此，“人多地少”的狀況促使日本始終致力于積極利用地下空間。

角川武藏野博物館就像從地面崛起的奇幻巨石，從地下1層至地上5層，每層都有不同的主題。

從自然空間到人工創造

說到日本自然生成的地下空間，就不得不提日本政府指定的國家特別天然紀念物、第一大鐘乳洞——秋芳洞。秋芳洞位于山口縣美禰市東部的“秋吉臺國家公園”地下100—200米處，遠古時期這里曾是擁有珊瑚礁的美麗海底，經過海底火山爆發和海洋板塊移動，在3.5億年后形成了日本最大的喀斯特地貌的高原。秋芳洞據說形成于30萬年前，總長度約9公里，但目前只有約1公里開放游覽。洞內高低落差約40米，可以看到許多鐘乳石、石筍，還有瀑布和深淵。洞內溫度全年維持在16攝氏度左右，冬暖夏涼。1926年，當時還是皇太子的昭和天皇造訪此處時，將此處賜名為“秋芳洞”。在山陽新干線開通的1975年，前來秋芳洞參觀的游客人數達到了創紀錄的約200萬人次。此后，游客人數雖有所減少，但近年來仍維持在每年60萬—70萬人次。

說到人工創造的地下空間，功能和用途多種多樣，包括地下室、地下街、地下停車場等居住和生活設施，礦井、坑道、地下發電站等生產設施，防空洞、地下水庫等防空防災設施，地鐵、綜合管廊等基礎設施，以及地下研究設施等等。這些不同功能和用途的地下空間，在日本均可以找到具有代表性的實例。

1930年4月1日，在東京地鐵上野站地下步行通道兩側設置商鋪的一條總長500米的“地下街”正式開業，是日本地下街之“鼻祖”。地下街因其沒有雨、雪、風等壞天氣及汽車等的干擾，能安心、舒適地購物、行走，所以深受人們歡迎。時至今日，日本的地下街遍布全國各主要城市，并且已經從純商業性質演變為由交通、商業及其他設施共同組成的多功能的城市綜合體。1973年之后，由于火災因素，日本政府一度對地下街建設采取了嚴格限制，使得新建設的城市地下街數量有所減少，但是單個地下街規模卻越來越大，設計質量越來越高，抗災能力越來越強，同時在立法、規劃、設計、經營管理等方面，日本已形成一套較健全的地下街開發利用體系。以東京都中央區的八重洲地下街為例，其位于城市道路和東京站廣場下方，總面積7萬多平方米，一期1965年開業，二期1969年開業，現在是日本第二大單個地下街。其建成之初就有一條高速公路穿過這條地下街，當時是世界上高速公路穿過城市中心、與地下街有機結合的第一個非常成功的案例。

日本東京的“高輪gateway”，車站地上3層、地下1層，總高約30米。站臺設于地面1層，出入口及活動廣場則設于2層，2層和3層均有店鋪進駐。

眾所周知，日本是一個礦產資源較為匱乏的國家，經過長年開采，原有的礦產資源逐漸枯竭，加之開采費用高漲、進口增加等原因，日本國內開采場地紛紛關閉。而另一方面，這些廢棄開采場地有些被再度用于科學實驗、研究、觀光等領域，甚至有一些廢棄開采場地因大量參觀者的到訪而給當地帶來了經濟效益，“大谷石地下采掘場遺址”就是其中之一。大谷石地下采掘場遺址位于櫪木縣宇都宮市大谷町，其周圍一帶的地底下布滿著被稱為大谷石的凝灰巖層。由于凝灰巖具有抗風化和抗火的特性，且較軟而易于采掘，所以，自古以來一直被用作為建造石墻、樓基等的原材料。如今，在那一帶的地下遺留著很多采掘遺跡。為了讓后世了解大谷石的采掘歷史，在大谷石地下采掘場遺址上建立的“大谷資料館”于1979年正式開館，在館內展示有大谷石的成因、采掘方式和搬運方式的變遷等資料。而大谷資料館地下30米深處的大谷石地下采掘場遺址，則是一個經過70年采掘形成的巨大地下空間。其面積為2萬平方米，相當于一個棒球場大小。二戰期間，這里曾成為日本軍方的地下軍需工廠。戰后，這里又一度被日本政府當做儲存大米的倉庫使用。現在，這個籠罩神秘氣息的地下空間變成了吸引大批游客的景點。而除了接待游客之外，這里也備受美術展、音樂會、戲劇演出、電影電視劇拍攝、婚禮儀式等活動的青睞。

超級地下研究設施

“超級神岡探測器”及其前身“神岡探測器”是日本最具代表性的地下研究設施，同時也是日本將廢棄礦產開采場地“變廢為寶”的又一個生動案例。1978年，時任東京大學理學部高能物理學實驗設施負責人的小柴昌俊，提議在岐阜縣飛驒市廢棄的神岡礦山的地下1000米深處建造“神岡探測器”，用以觀測質子衰變。之所以選在如此深的地層中，是因為要阻隔其他的宇宙射線干擾。神岡探測器于1979年開工建設，1983年建成。按照設計，其主要部分是一個高16米、直徑15.6米的圓柱形地下水箱，這個巨大的水箱內裝有3000噸純凈水和約1000只大口徑光電倍增管。1987年，小柴昌俊領導的研究團隊通過神岡探測器成功發現了距離地球約16萬光年的大麥哲倫云中一顆超新星爆發時產生的中微子，這是人類首次探測到來自太陽系以外的中微子。這一發現證實了超新星爆發理論，拓寬了人類對天體物理學的認知，同時開辟了中微子天文學這一新領域。2002年，小柴昌俊與美國賓夕法尼亞大學物理學和天文學系名譽教授雷蒙德·戴維斯因對“天體物理學領域尤其是探測宇宙中微子作出的先驅性貢獻”而共同榮獲諾貝爾物理學獎。

上世紀90年代，日本又按照神岡探測器的原理，斥資90億日元（當時約合1億美元）、耗時5年，在飛驒市的神岡礦山的地下1000米深處建造了一座全世界最大的宇宙中微子觀測裝置，名為“超級神岡探測器”。超級神岡探測器的主要部分是一個高41.4米、直徑39.3米的不銹鋼圓柱形地下水箱，其中裝有5萬噸超純水，這一容量是神岡探測器的約16倍，內部安裝的大口徑光電倍增管也增加至1萬多只。因此，相比神岡探測器，超級神岡探測器的靈敏度大幅提高。超級神岡探測器從1996年開始進行觀測，很快，由時任東京大學宇宙射線研究所所長戶塚洋二及其助手梶田隆章領導的研究團隊就通過超級神岡探測器發現了大氣中微子的振蕩現象，從而證實了中微子具有質量，這一結果在1998年一經公布，立即引起了全球物理學界的轟動。

2015年，梶田隆章與加拿大科學家阿瑟·麥克唐納因“發現中微子振蕩現象，表明中微子具有質量”而共同榮獲諾貝爾物理學獎。2019年，日本政府又確定了斥資650億日元（約合6.3億美元）在飛騨市的神岡礦山地下建設下一代中微子觀測裝置的方針，這一觀測裝置是日本現有超級神岡探測器的“繼任者”，也被稱為“頂級神岡探測器”。按照設計計劃，頂級神岡探測器位于地下約650米處，主體部分為一個直徑74米、高約60米的圓柱狀水箱，可容納26萬噸超純水，這一容量是超級神岡探測器的約5倍，水箱的內壁上將安裝4萬只超高精度光傳感器。由于規模巨大、傳感器性能高，頂級神岡探測器將能更詳細地揭示中微子的性質。頂級神岡探測器計劃于2027年建成并投入使用，日本希望憑借頂級神岡探測器引領全球中微子觀測，并再獲諾貝爾物理學獎。

地下8層的圖書館

日本在利用地下空間時，也很注重發揮地下空間的特性。例如，與地面不同，到地下15米左右的地層，溫度隨著氣候變化的幅度就非常小，具有恒溫性、恒濕性。這種特性可使地下空間用于放置精密儀器和需要特殊保存的書籍等物品。日本國立國會圖書館是日本國內最大的圖書館，也是唯一的國家級圖書館。其現有包括各類圖書、雜志、報紙、影像資料、音樂唱片等各種館藏資料約4500萬份，而根據日本的出版物呈繳本制度規定，日本國立國會圖書館收存日本國內全部出版物的法定呈繳本，因此每年約有75萬份各類資料進入日本國立國會圖書館。館內龐大數量的各類資料約一半收藏在始建于1961年的東京總館，1986東京總館又建造了一座新館。

由于日本國立國會圖書館東京總館地處日本政治中樞的東京都千代田區永田町，周圍是日本國會議事堂、首相官邸、中央政府各部門辦公樓等重要建筑，新建的東京總館新館有高度限制，只能選擇向下挖掘空間。最后落成的日本國立國會圖書館東京總館新館大樓，東西長度約為148米，南北長度約為43米，地上4層，地下8層，最深處達地下30米。地下8層其實就是書庫，可收藏約750萬份各類資料，書架總長度達到約240公里。書庫內保持著22攝氏度的溫度和55%的濕度，整個環境設計以適宜于圖書資料保存為前提。同時，為防止書庫浸水并抑制溫度上升，整座新館大樓的地下樓層不建廁所，只有一個洗手處。另外，由于地下空間的周邊是巖土體，地震發生以后的地震波對巖土體的影響就比較小，所以，地下空間的抗震性相對較好。2011年日本“3·11”大地震發生時，位于地上的日本國立國會圖書館東京總館老館書庫約有180萬份館藏資料從書架上被震落下來，80位工作人員耗時10天才整理完成。相比之下，新館地下8層書庫幾乎沒有受到影響，僅有20份館藏資料從書架上被震落下來。由此，新館地下書庫的抗震性也引起了廣泛關注。

由于圖書館的館藏資料是半永久保存，而館藏資料不斷增加，因此，近年來日本國立國會圖書館正在逐步向縮微影印和電子圖書的方向過渡，日本國立國會圖書館東京總館新館的地下書庫將成為日本第一個、也是最后一個大規模地下書庫。

在防災設施方面，日本也充分發揮了地下空間的作用。日本屬于海洋性季風氣候，主要特征是終年溫和濕潤、四季分明。特別是在梅雨及臺風季節，河流的水量激增，容易形成洪水。為此，日本建設了大量的防洪工程，有效減輕了洪水災害，其中最為有名的當屬“首都圈外郭放水路”。首都圈外郭放水路位于埼玉縣春日部市，是建于16號國道地下約50米處的一個大型泄洪隧道，全長6.3公里，內徑約10米，主要由排水隧道、豎井、調壓水槽等部分組成。該項目于1992年開工，2006年竣工，集日本土木工程技術之大成，堪稱世界上最先進的下水道排水系統。看過首都圈外郭放水路的人都會為其宏偉壯觀的設計所震撼，5個深度約70米、直徑約30米的圓柱形豎井，每個都足以容納一架航天飛機或一座自由女神像。調壓水槽則是一個長度177米、寬度78米、高度18米的巨大蓄水池，其中并排聳立著59根直徑約2米、高度18米的重達500噸的水泥柱。當人進入這個巨大的空間時會感覺自己很渺小，也會覺得這里非常莊嚴、神圣，宛如置身古希臘神廟，因此，這里也被譽為日本的“地下神殿”。這個巨型蓄水池只是在雨季使用，平日開放參觀，這里也成了許多游客趨之若鶩的景點。

云之上圖書館，為兒童提供了無限游樂的空間。在圖書館里孩子們可以脫掉鞋子感受木地板的溫暖，可以在任何地方看書。

東京多摩美術大學圖書館。

地下1000米的日本超級神岡探測器。

現在大城市隨著人口的增加，各種建筑越來越密集。在地下，上下水道、水電煤、通信等管道和地鐵等基礎設施已經星羅棋布，加之紛紛出現的大型地下街、地下停車場，淺中層地下空間日趨飽和，對地下空間的利用勢必向更深層次發展。也正是在這一背景下，日本在2001年開始施行《關于大深度地下空間公共使用的特別措施法》并制定了《大深度地下空間使用技術指針》，為大城市合理開發利用距離地表40米或更深的深層地下空間作出了規定。

早在1991年， 城市地下空間利用國際會議通過的《東京宣言》就提出“21世紀是人類開發利用地下空間的世紀”，向地下要空間、要資源、要安全是世界各國及地區現代化發展的必然趨勢。日本作為這一宣言的誕生地，今后也會將更加充滿想象力的地下空間呈現在全世界面前。

（責編：南名俊岳）