從商業(yè)街到圖書館的“地下日本”

黃剛

博物館的4層至5層是館內(nèi)最吸引人、最讓人期待的“書架劇場(chǎng)”。

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(yuǎn)。居住也許是人類最早利用地下空間的方式，人類祖先在學(xué)會(huì)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(huì)的發(fā)展，人類開始基于居住、生活、生產(chǎn)、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(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)地下空間的利用更是如火如荼。日本是一個(gè)山林多、耕地少的島國(guó)，人口大多集中在沿海狹小的平原地區(qū)。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(chuàng)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(guó)家特別天然紀(jì)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(tái)國(guó)家公園”地下100—200米處，遠(yuǎn)古時(shí)期這里曾是擁有珊瑚礁的美麗海底，經(jīng)過海底火山爆發(fā)和海洋板塊移動(dòng)，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(jù)說形成于30萬年前，總長(zhǎng)度約9公里，但目前只有約1公里開放游覽。洞內(nèi)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(nèi)溫度全年維持在16攝氏度左右，冬暖夏涼。1926年，當(dāng)時(shí)還是皇太子的昭和天皇造訪此處時(shí)，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(shù)達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的約200萬人次。此后，游客人數(shù)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(chuàng)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(chǎng)等居住和生活設(shè)施，礦井、坑道、地下發(fā)電站等生產(chǎn)設(shè)施，防空洞、地下水庫(kù)等防空防災(zāi)設(shè)施，地鐵、綜合管廊等基礎(chǔ)設(shè)施，以及地下研究設(shè)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(shí)例。

1930年4月1日，在東京地鐵上野站地下步行通道兩側(cè)設(shè)置商鋪的一條總長(zhǎng)500米的“地下街”正式開業(yè)，是日本地下街之“鼻祖”。地下街因其沒有雨、雪、風(fēng)等壞天氣及汽車等的干擾，能安心、舒適地購(gòu)物、行走，所以深受人們歡迎。時(shí)至今日，日本的地下街遍布全國(guó)各主要城市，并且已經(jīng)從純商業(yè)性質(zhì)演變?yōu)橛山煌?、商業(yè)及其他設(shè)施共同組成的多功能的城市綜合體。1973年之后，由于火災(zāi)因素，日本政府一度對(duì)地下街建設(shè)采取了嚴(yán)格限制，使得新建設(shè)的城市地下街?jǐn)?shù)量有所減少，但是單個(gè)地下街規(guī)模卻越來越大，設(shè)計(jì)質(zhì)量越來越高，抗災(zāi)能力越來越強(qiáng)，同時(shí)在立法、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、經(jīng)營(yíng)管理等方面，日本已形成一套較健全的地下街開發(fā)利用體系。以東京都中央?yún)^(qū)的八重洲地下街為例，其位于城市道路和東京站廣場(chǎng)下方，總面積7萬多平方米，一期1965年開業(yè)，二期1969年開業(yè)，現(xiàn)在是日本第二大單個(gè)地下街。其建成之初就有一條高速公路穿過這條地下街，當(dāng)時(shí)是世界上高速公路穿過城市中心、與地下街有機(jī)結(jié)合的第一個(gè)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(tái)設(shè)于地面1層，出入口及活動(dòng)廣場(chǎng)則設(shè)于2層，2層和3層均有店鋪進(jìn)駐。

眾所周知，日本是一個(gè)礦產(chǎn)資源較為匱乏的國(guó)家，經(jīng)過長(zhǎng)年開采，原有的礦產(chǎn)資源逐漸枯竭，加之開采費(fèi)用高漲、進(jìn)口增加等原因，日本國(guó)內(nèi)開采場(chǎng)地紛紛關(guān)閉。而另一方面，這些廢棄開采場(chǎng)地有些被再度用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)、研究、觀光等領(lǐng)域，甚至有一些廢棄開采場(chǎng)地因大量參觀者的到訪而給當(dāng)?shù)貛砹私?jīng)濟(jì)效益，“大谷石地下采掘場(chǎng)遺址”就是其中之一。大谷石地下采掘場(chǎng)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?guī)r層。由于凝灰?guī)r具有抗風(fēng)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(chǎng)遺址上建立的“大谷資料館”于1979年正式開館，在館內(nèi)展示有大谷石的成因、采掘方式和搬運(yùn)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(chǎng)遺址，則是一個(gè)經(jīng)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(dāng)于一個(gè)棒球場(chǎng)大小。二戰(zhàn)期間，這里曾成為日本軍方的地下軍需工廠。戰(zhàn)后，這里又一度被日本政府當(dāng)做儲(chǔ)存大米的倉(cāng)庫(kù)使用?，F(xiàn)在，這個(gè)籠罩神秘氣息的地下空間變成了吸引大批游客的景點(diǎn)。而除了接待游客之外，這里也備受美術(shù)展、音樂會(huì)、戲劇演出、電影電視劇拍攝、婚禮儀式等活動(dòng)的青睞。

超級(jí)地下研究設(shè)施

“超級(jí)神岡探測(cè)器”及其前身“神岡探測(cè)器”是日本最具代表性的地下研究設(shè)施，同時(shí)也是日本將廢棄礦產(chǎn)開采場(chǎng)地“變廢為寶”的又一個(gè)生動(dòng)案例。1978年，時(shí)任東京大學(xué)理學(xué)部高能物理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施負(fù)責(zé)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(cè)器”，用以觀測(cè)質(zhì)子衰變。之所以選在如此深的地層中，是因?yàn)橐韪羝渌挠钪嫔渚€干擾。神岡探測(cè)器于1979年開工建設(shè)，1983年建成。按照設(shè)計(jì)，其主要部分是一個(gè)高16米、直徑15.6米的圓柱形地下水箱，這個(gè)巨大的水箱內(nèi)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(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)通過神岡探測(cè)器成功發(fā)現(xiàn)了距離地球約16萬光年的大麥哲倫云中一顆超新星爆發(fā)時(shí)產(chǎn)生的中微子，這是人類首次探測(cè)到來自太陽系以外的中微子。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了超新星爆發(fā)理論，拓寬了人類對(duì)天體物理學(xué)的認(rèn)知，同時(shí)開辟了中微子天文學(xué)這一新領(lǐng)域。2002年，小柴昌俊與美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)系名譽(yù)教授雷蒙德·戴維斯因?qū)Α疤祗w物理學(xué)領(lǐng)域尤其是探測(cè)宇宙中微子作出的先驅(qū)性貢獻(xiàn)”而共同榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

上世紀(jì)90年代，日本又按照神岡探測(cè)器的原理，斥資90億日元（當(dāng)時(shí)約合1億美元）、耗時(shí)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(cè)裝置，名為“超級(jí)神岡探測(cè)器”。超級(jí)神岡探測(cè)器的主要部分是一個(gè)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(cè)器的約16倍，內(nèi)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(cè)器，超級(jí)神岡探測(cè)器的靈敏度大幅提高。超級(jí)神岡探測(cè)器從1996年開始進(jìn)行觀測(cè)，很快，由時(shí)任東京大學(xué)宇宙射線研究所所長(zhǎng)戶塚洋二及其助手梶田隆章領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)就通過超級(jí)神岡探測(cè)器發(fā)現(xiàn)了大氣中微子的振蕩現(xiàn)象，從而證實(shí)了中微子具有質(zhì)量，這一結(jié)果在1998年一經(jīng)公布，立即引起了全球物理學(xué)界的轟動(dòng)。

2015年，梶田隆章與加拿大科學(xué)家阿瑟·麥克唐納因“發(fā)現(xiàn)中微子振蕩現(xiàn)象，表明中微子具有質(zhì)量”而共同榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。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(shè)下一代中微子觀測(cè)裝置的方針，這一觀測(cè)裝置是日本現(xiàn)有超級(jí)神岡探測(cè)器的“繼任者”，也被稱為“頂級(jí)神岡探測(cè)器”。按照設(shè)計(jì)計(jì)劃，頂級(jí)神岡探測(cè)器位于地下約650米處，主體部分為一個(gè)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(jí)神岡探測(cè)器的約5倍，水箱的內(nèi)壁上將安裝4萬只超高精度光傳感器。由于規(guī)模巨大、傳感器性能高，頂級(jí)神岡探測(cè)器將能更詳細(xì)地揭示中微子的性質(zhì)。頂級(jí)神岡探測(cè)器計(jì)劃于2027年建成并投入使用，日本希望憑借頂級(jí)神岡探測(cè)器引領(lǐng)全球中微子觀測(cè)，并再獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

地下8層的圖書館

日本在利用地下空間時(shí)，也很注重發(fā)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(guó)立國(guó)會(huì)圖書館是日本國(guó)內(nèi)最大的圖書館，也是唯一的國(guó)家級(jí)圖書館。其現(xiàn)有包括各類圖書、雜志、報(bào)紙、影像資料、音樂唱片等各種館藏資料約4500萬份，而根據(jù)日本的出版物呈繳本制度規(guī)定，日本國(guó)立國(guó)會(huì)圖書館收存日本國(guó)內(nèi)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(jìn)入日本國(guó)立國(guó)會(huì)圖書館。館內(nèi)龐大數(shù)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(guó)立國(guó)會(huì)圖書館東京總館地處日本政治中樞的東京都千代田區(qū)永田町，周圍是日本國(guó)會(huì)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(guó)立國(guó)會(huì)圖書館東京總館新館大樓，東西長(zhǎng)度約為148米，南北長(zhǎng)度約為43米，地上4層，地下8層，最深處達(dá)地下30米。地下8層其實(shí)就是書庫(kù)，可收藏約750萬份各類資料，書架總長(zhǎng)度達(dá)到約240公里。書庫(kù)內(nèi)保持著22攝氏度的溫度和55%的濕度，整個(gè)環(huán)境設(shè)計(jì)以適宜于圖書資料保存為前提。同時(shí)，為防止書庫(kù)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(gè)洗手處。另外，由于地下空間的周邊是巖土體，地震發(fā)生以后的地震波對(duì)巖土體的影響就比較小，所以，地下空間的抗震性相對(duì)較好。2011年日本“3·11”大地震發(fā)生時(shí)，位于地上的日本國(guó)立國(guó)會(huì)圖書館東京總館老館書庫(kù)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(shí)10天才整理完成。相比之下，新館地下8層書庫(kù)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(kù)的抗震性也引起了廣泛關(guān)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(guó)立國(guó)會(huì)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(guó)立國(guó)會(huì)圖書館東京總館新館的地下書庫(kù)將成為日本第一個(gè)、也是最后一個(gè)大規(guī)模地下書庫(kù)。

在防災(zāi)設(shè)施方面，日本也充分發(fā)揮了地下空間的作用。日本屬于海洋性季風(fēng)氣候，主要特征是終年溫和濕潤(rùn)、四季分明。特別是在梅雨及臺(tái)風(fēng)季節(jié)，河流的水量激增，容易形成洪水。為此，日本建設(shè)了大量的防洪工程，有效減輕了洪水災(zāi)害，其中最為有名的當(dāng)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(hào)國(guó)道地下約50米處的一個(gè)大型泄洪隧道，全長(zhǎng)6.3公里，內(nèi)徑約10米，主要由排水隧道、豎井、調(diào)壓水槽等部分組成。該項(xiàng)目于1992年開工，2006年竣工，集日本土木工程技術(shù)之大成，堪稱世界上最先進(jìn)的下水道排水系統(tǒng)?？催^首都圈外郭放水路的人都會(huì)為其宏偉壯觀的設(shè)計(jì)所震撼，5個(gè)深度約70米、直徑約30米的圓柱形豎井，每個(gè)都足以容納一架航天飛機(jī)或一座自由女神像。調(diào)壓水槽則是一個(gè)長(zhǎng)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(dá)500噸的水泥柱。當(dāng)人進(jìn)入這個(gè)巨大的空間時(shí)會(huì)感覺自己很渺小，也會(huì)覺得這里非常莊嚴(yán)、神圣，宛如置身古希臘神廟，因此，這里也被譽(yù)為日本的“地下神殿”。這個(gè)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(diǎn)。

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(shù)大學(xué)圖書館。

地下1000米的日本超級(jí)神岡探測(cè)器。

現(xiàn)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(chǔ)設(shè)施已經(jīng)星羅棋布，加之紛紛出現(xiàn)的大型地下街、地下停車場(chǎng)，淺中層地下空間日趨飽和，對(duì)地下空間的利用勢(shì)必向更深層次發(fā)展。也正是在這一背景下，日本在2001年開始施行《關(guān)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(shù)指針》，為大城市合理開發(fā)利用距離地表40米或更深的深層地下空間作出了規(guī)定。

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

（責(zé)編：南名俊岳）