从商业街到图书馆的“地下日本”

黄刚

博物馆的4层至5层是馆内最吸引人、最让人期待的“书架剧场”。

人类利用地下空间的历史，几乎与人类自身的历史一样久远。居住也许是人类最早利用地下空间的方式，人类祖先在学会建造房屋后，才开始逐渐由半地下的洞穴生活向地面生活过渡。隨着社会的发展，人类开始基于居住、生活、生产、贮藏、军事、陵墓、宗教等功能更加广泛地利用地下空间。得益于土木工程和建筑技术的进步，现代社会对地下空间的利用更是如火如荼。日本是一个山林多、耕地少的岛国，人口大多集中在沿海狭小的平原地区。因此，“人多地少”的状况促使日本始终致力于积极利用地下空间。

角川武藏野博物馆就像从地面崛起的奇幻巨石，从地下1层至地上5层，每层都有不同的主题。

从自然空间到人工创造

说到日本自然生成的地下空间，就不得不提日本政府指定的国家特别天然纪念物、第一大钟乳洞——秋芳洞。秋芳洞位于山口县美祢市东部的“秋吉台国家公园”地下100—200米处，远古时期这里曾是拥有珊瑚礁的美丽海底，经过海底火山爆发和海洋板块移动，在3.5亿年后形成了日本最大的喀斯特地貌的高原。秋芳洞据说形成于30万年前，总长度约9公里，但目前只有约1公里开放游览。洞内高低落差约40米，可以看到许多钟乳石、石笋，还有瀑布和深渊。洞内温度全年维持在16摄氏度左右，冬暖夏凉。1926年，当时还是皇太子的昭和天皇造访此处时，将此处赐名为“秋芳洞”。在山阳新干线开通的1975年，前来秋芳洞参观的游客人数达到了创纪录的约200万人次。此后，游客人数虽有所减少，但近年来仍维持在每年60万—70万人次。

说到人工创造的地下空间，功能和用途多种多样，包括地下室、地下街、地下停车场等居住和生活设施，矿井、坑道、地下发电站等生产设施，防空洞、地下水库等防空防灾设施，地铁、综合管廊等基础设施，以及地下研究设施等等。这些不同功能和用途的地下空间，在日本均可以找到具有代表性的实例。

1930年4月1日，在东京地铁上野站地下步行通道两侧设置商铺的一条总长500米的“地下街”正式开业，是日本地下街之“鼻祖”。地下街因其没有雨、雪、风等坏天气及汽车等的干扰，能安心、舒适地购物、行走，所以深受人们欢迎。时至今日，日本的地下街遍布全国各主要城市，并且已经从纯商业性质演变为由交通、商业及其他设施共同组成的多功能的城市综合体。1973年之后，由于火灾因素，日本政府一度对地下街建设采取了严格限制，使得新建设的城市地下街数量有所减少，但是单个地下街规模却越来越大，设计质量越来越高，抗灾能力越来越强，同时在立法、规划、设计、经营管理等方面，日本已形成一套较健全的地下街开发利用体系。以东京都中央区的八重洲地下街为例，其位于城市道路和东京站广场下方，总面积7万多平方米，一期1965年开业，二期1969年开业，现在是日本第二大单个地下街。其建成之初就有一条高速公路穿过这条地下街，当时是世界上高速公路穿过城市中心、与地下街有机结合的第一个非常成功的案例。

日本东京的“高轮gateway”，车站地上3层、地下1层，总高约30米。站台设于地面1层，出入口及活动广场则设于2层，2层和3层均有店铺进驻。

众所周知，日本是一个矿产资源较为匮乏的国家，经过长年开采，原有的矿产资源逐渐枯竭，加之开采费用高涨、进口增加等原因，日本国内开采场地纷纷关闭。而另一方面，这些废弃开采场地有些被再度用于科学实验、研究、观光等领域，甚至有一些废弃开采场地因大量参观者的到访而给当地带来了经济效益，“大谷石地下采掘场遗址”就是其中之一。大谷石地下采掘场遗址位于枥木县宇都宫市大谷町，其周围一带的地底下布满着被称为大谷石的凝灰岩层。由于凝灰岩具有抗风化和抗火的特性，且较软而易于采掘，所以，自古以来一直被用作为建造石墙、楼基等的原材料。如今，在那一带的地下遗留着很多采掘遗迹。为了让后世了解大谷石的采掘历史，在大谷石地下采掘场遗址上建立的“大谷资料馆”于1979年正式开馆，在馆内展示有大谷石的成因、采掘方式和搬运方式的变迁等资料。而大谷资料馆地下30米深处的大谷石地下采掘场遗址，则是一个经过70年采掘形成的巨大地下空间。其面积为2万平方米，相当于一个棒球场大小。二战期间，这里曾成为日本军方的地下军需工厂。战后，这里又一度被日本政府当做储存大米的仓库使用。现在，这个笼罩神秘气息的地下空间变成了吸引大批游客的景点。而除了接待游客之外，这里也备受美术展、音乐会、戏剧演出、电影电视剧拍摄、婚礼仪式等活动的青睐。

超级地下研究设施

“超级神冈探测器”及其前身“神冈探测器”是日本最具代表性的地下研究设施，同时也是日本将废弃矿产开采场地“变废为宝”的又一个生动案例。1978年，时任东京大学理学部高能物理学实验设施负责人的小柴昌俊，提议在岐阜县飞驒市废弃的神冈矿山的地下1000米深处建造“神冈探测器”，用以观测质子衰变。之所以选在如此深的地层中，是因为要阻隔其他的宇宙射线干扰。神冈探测器于1979年开工建设，1983年建成。按照设计，其主要部分是一个高16米、直径15.6米的圆柱形地下水箱，这个巨大的水箱内装有3000吨纯净水和约1000只大口径光电倍增管。1987年，小柴昌俊领导的研究团队通过神冈探测器成功发现了距离地球约16万光年的大麦哲伦云中一颗超新星爆发时产生的中微子，这是人类首次探测到来自太阳系以外的中微子。这一发现证实了超新星爆发理论，拓宽了人类对天体物理学的认知，同时开辟了中微子天文学这一新领域。2002年，小柴昌俊与美国宾夕法尼亚大学物理学和天文学系名誉教授雷蒙德·戴维斯因对“天体物理学领域尤其是探测宇宙中微子作出的先驱性贡献”而共同荣获诺贝尔物理学奖。

上世纪90年代，日本又按照神冈探测器的原理，斥资90亿日元（当时约合1亿美元）、耗时5年，在飞驒市的神冈矿山的地下1000米深处建造了一座全世界最大的宇宙中微子观测装置，名为“超级神冈探测器”。超级神冈探测器的主要部分是一个高41.4米、直径39.3米的不锈钢圆柱形地下水箱，其中装有5万吨超纯水，这一容量是神冈探测器的约16倍，内部安装的大口径光电倍增管也增加至1万多只。因此，相比神冈探测器，超级神冈探测器的灵敏度大幅提高。超级神冈探测器从1996年开始进行观测，很快，由时任东京大学宇宙射线研究所所長户塚洋二及其助手梶田隆章领导的研究团队就通过超级神冈探测器发现了大气中微子的振荡现象，从而证实了中微子具有质量，这一结果在1998年一经公布，立即引起了全球物理学界的轰动。

2015年，梶田隆章与加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳因“发现中微子振荡现象，表明中微子具有质量”而共同荣获诺贝尔物理学奖。2019年，日本政府又确定了斥资650亿日元（约合6.3亿美元）在飞騨市的神冈矿山地下建设下一代中微子观测装置的方针，这一观测装置是日本现有超级神冈探测器的“继任者”，也被称为“顶级神冈探测器”。按照设计计划，顶级神冈探测器位于地下约650米处，主体部分为一个直径74米、高约60米的圆柱状水箱，可容纳26万吨超纯水，这一容量是超级神冈探测器的约5倍，水箱的内壁上将安装4万只超高精度光传感器。由于规模巨大、传感器性能高，顶级神冈探测器将能更详细地揭示中微子的性质。顶级神冈探测器计划于2027年建成并投入使用，日本希望凭借顶级神冈探测器引领全球中微子观测，并再获诺贝尔物理学奖。

地下8层的图书馆

日本在利用地下空间时，也很注重发挥地下空间的特性。例如，与地面不同，到地下15米左右的地层，温度随着气候变化的幅度就非常小，具有恒温性、恒湿性。这种特性可使地下空间用于放置精密仪器和需要特殊保存的书籍等物品。日本国立国会图书馆是日本国内最大的图书馆，也是唯一的国家级图书馆。其现有包括各类图书、杂志、报纸、影像资料、音乐唱片等各种馆藏资料约4500万份，而根据日本的出版物呈缴本制度规定，日本国立国会图书馆收存日本国内全部出版物的法定呈缴本，因此每年约有75万份各类资料进入日本国立国会图书馆。馆内庞大数量的各类资料约一半收藏在始建于1961年的东京总馆，1986东京总馆又建造了一座新馆。

由于日本国立国会图书馆东京总馆地处日本政治中枢的东京都千代田区永田町，周围是日本国会议事堂、首相官邸、中央政府各部门办公楼等重要建筑，新建的东京总馆新馆有高度限制，只能选择向下挖掘空间。最后落成的日本国立国会图书馆东京总馆新馆大楼，东西长度约为148米，南北长度约为43米，地上4层，地下8层，最深处达地下30米。地下8层其实就是书库，可收藏约750万份各类资料，书架总长度达到约240公里。书库内保持着22摄氏度的温度和55%的湿度，整个环境设计以适宜于图书资料保存为前提。同时，为防止书库浸水并抑制温度上升，整座新馆大楼的地下楼层不建厕所，只有一个洗手处。另外，由于地下空间的周边是岩土体，地震发生以后的地震波对岩土体的影响就比较小，所以，地下空间的抗震性相对较好。2011年日本“3·11”大地震发生时，位于地上的日本国立国会图书馆东京总馆老馆书库约有180万份馆藏资料从书架上被震落下来，80位工作人员耗时10天才整理完成。相比之下，新馆地下8层书库几乎没有受到影响，仅有20份馆藏资料从书架上被震落下来。由此，新馆地下书库的抗震性也引起了广泛关注。

由于图书馆的馆藏资料是半永久保存，而馆藏资料不断增加，因此，近年来日本国立国会图书馆正在逐步向缩微影印和电子图书的方向过渡，日本国立国会图书馆东京总馆新馆的地下书库将成为日本第一个、也是最后一个大规模地下书库。

在防灾设施方面，日本也充分发挥了地下空间的作用。日本属于海洋性季风气候，主要特征是终年温和湿润、四季分明。特别是在梅雨及台风季节，河流的水量激增，容易形成洪水。为此，日本建设了大量的防洪工程，有效减轻了洪水灾害，其中最为有名的当属“首都圈外郭放水路”。首都圈外郭放水路位于埼玉县春日部市，是建于16号国道地下约50米处的一个大型泄洪隧道，全长6.3公里，内径约10米，主要由排水隧道、竖井、调压水槽等部分组成。该项目于1992年开工，2006年竣工，集日本土木工程技术之大成，堪称世界上最先进的下水道排水系统。看过首都圈外郭放水路的人都会为其宏伟壮观的设计所震撼，5个深度约70米、直径约30米的圆柱形竖井，每个都足以容纳一架航天飞机或一座自由女神像。调压水槽则是一个长度177米、宽度78米、高度18米的巨大蓄水池，其中并排耸立着59根直径约2米、高度18米的重达500吨的水泥柱。当人进入这个巨大的空间时会感觉自己很渺小，也会觉得这里非常庄严、神圣，宛如置身古希腊神庙，因此，这里也被誉为日本的“地下神殿”。这个巨型蓄水池只是在雨季使用，平日开放参观，这里也成了许多游客趋之若鹜的景点。

云之上图书馆，为儿童提供了无限游乐的空间。在图书馆里孩子们可以脱掉鞋子感受木地板的温暖，可以在任何地方看书。

东京多摩美术大学图书馆。

地下1000米的日本超级神冈探测器。

现在大城市随着人口的增加，各种建筑越来越密集。在地下，上下水道、水电煤、通信等管道和地铁等基础设施已经星罗棋布，加之纷纷出现的大型地下街、地下停车场，浅中层地下空间日趋饱和，对地下空间的利用势必向更深层次发展。也正是在这一背景下，日本在2001年开始施行《关于大深度地下空间公共使用的特别措施法》并制定了《大深度地下空间使用技术指针》，为大城市合理开发利用距离地表40米或更深的深层地下空间作出了规定。

早在1991年， 城市地下空间利用国际会议通过的《东京宣言》就提出“21世纪是人类开发利用地下空间的世纪”，向地下要空间、要资源、要安全是世界各国及地区现代化发展的必然趋势。日本作为这一宣言的诞生地，今后也会将更加充满想象力的地下空间呈现在全世界面前。

（责编：南名俊岳）