由于内忧外患的刺激，终于使满清的开明领袖觉悟并认清时代的改变，非改弦更张，无法应付危机。因之在英法联军之役甫过，太平军战事尚未结束之前，即提出一个统筹全局，变法自强的主张。接二连三的推动诸多改革的措施，除了改进国际关系，以缓和中外冲突；加强征剿发捻，减轻苏松重赋；推行城乡重建，抚辑流民生活等工作之外，并先后设立总理衙门与南北洋通商大臣、北京同文馆及上海广方言馆等新的机构，以便办理洋务和培养翻译与外交人材。在军事方面，态度尤为积极，一方面于同治元年（1862）命刘长佑等编训一支直属于中央的新式陆军——练军，由直隶绿营中挑选精壮步兵12500名，练成七军，使其成为捍卫畿辅的劲旅。一方面又决定向英国购买大批新式轮船战舰，组成一支现代化的海军舰队，期借入江攻剿太平军，兼以屏卫东南海防。此外，对于铁路与开矿等问题，也在赫德与威妥玛的建议之下，审慎的予以考虑。一时政情为之一振，出现所谓的“同治中兴”之局。(44)不虞，向英购舰之举，竟然遭遇严重的失败，对于自强运动初期的海军建设，不啻是一个沉重的打击。然而此次的挫折，却也激起国人自力更生而不俯仰于人的独立自强思想。其后上海制造局及福州船政局的先后创设，即为一个最佳的证明，而近代中国的新式海军亦即由此诞生。
一 江南制造局
江南制造局，一称上海机器局，又简称为沪局。由曾国藩与李鸿章联合创办。曾氏因与太平军作战，深知轮船之利。在咸丰十一年（1861）七月即曾奏请购置外国船炮，作为救时之急。同治元年二年间（1862一1863），复命中国两位科学家华蘅芳与徐寿在安庆制造汽船并加试演，因为全用华人，未雇洋匠，以致“行驶迟钝，不甚得法”，只得放弃。因此深感欲制轮船，非先向外国购买机器不可。于是乃于同治二年冬决定派遣中国第一位留美学生容闳前往美国采购，并于同治四年（1865）四月将这一批在美购买的机器运抵上海。(45)适以此时，李鸿章正在上海一带与太平军作战，需要大量的军火，为恐向外洋购买不继，亦于同治二年向香港购买机器，于同年八月间在上海附近的松江设立一座小型的兵工厂，雇募英法弁兵制造军火，委任副将韩殿甲及知府刘佐禹，会同英籍顾问马格里（Halliday Macartney）办理。不久，马格里又自中国所退还的阿思本兵轮中，购买一批制造军火的机器，因此乃得使此一工作顺利进行。加以鸿章向广东所咨调的丁日昌到沪，于是乃于次年三月将此一工厂分为三局：一为西洋机器局，派英人马格里雇洋匠数名，以管理铁炉机器，又派直隶州知州刘佐禹选募中国各色工匠帮同工作。二为韩殿甲之局，委派精通西洋军火的副将韩殿甲主持。三为丁日昌之局，委派曾在广东监制火器的苏松太道丁日昌主持，是即为所谓的“炸弹三局”。(46)不过，后二局却与西洋机器局有所不同，其一，西洋机器局以洋人为主，而韩殿甲及丁日昌二局则全用华人，而不雇用洋人。其二，西洋机器局其后曾随李鸿章一度迁往苏州，继又迁往金陵（而成为金陵制造局），而韩殿甲及丁日昌二局虽然留于上海，可是却于同治四年五月，连同容闳在美所购的机器，及丁日昌在上海虹口所购的美商旗记铁厂（Thos Hunt & Co.），合并而成为江南制造局；此即为江南制造局的由来。(47)
该局由李鸿章委派上海海关道丁日昌负责督察筹划，副将韩殿甲及几位候选官的军火专家冯悛光、王德均、沈保靖会同总理局务。局址初设于上海虹口的洋厂之内，嗣因其地位于洋泾浜之内，中外杂处，诸多不便；兼以距海甚近，如遇战时，易受敌人攻击。故为久远之计，并不相宜。一度曾拟迁往金陵沿江偏僻之处，可是此一计划并未实现。迨至同治六年（1867）之夏，始迁往上海城南的高昌庙新址。全局占地七十余亩，规模颇为宏肆，实为近代中国第一座最大的兵工厂。其中最主要的包括汽炉厂、机器厂、熟铁厂、洋枪楼、木工厂、铸铜铁厂、火箭厂等，大小共有32座。此外，尚有库房、栈房、煤房、文案房、绘图房、工务厅，以及中外工匠所居住的宿舍之类。至于译书馆的创设，则尤为引人注意，堪与旗记铁厂构成江南制造局的两大特色。译书馆的设立旨在译介西方的工业科学书籍，以期探明其用器与制器的原理；旗记铁厂的购买，乃在得其制器之器（即机器中之母机），借使用此机以生彼机，结果无论何种机器，均可逐渐依法仿制。二者皆系工业化的根本条件，亦可见曾、李等主其事者对于西方科技认识的进步。(48)
江南制造局成立之初，其经费相当有限，计局用房租、中外员工薪水，及添购物料用款等项，每月仅一万五千两左右。直至同治六年及八年方才分由两江总督曾国藩与马新贻奏请，准以江海关二成洋税拨与该局，作为其常年用款，自是其经费方较固定而较为充裕。(49)
江南制造局是近代中国第一座仿效西法，采用机器制造军火、枪炮、轮船的官营企业，自成立以至清末将近四十年之间，在国防工业方面，一直扮演一个重要的角色，与后起的汉阳兵工厂先后互相辉映，吾人只要由以下的统计数字，即可知其贡献与成就。
1.钢铁：
采用英制西门士马丁（Simons Martin）式炼钢炉。计自光绪十七年至三十年（1891—1904），总共炼成熟钢17621448磅（其中尚包括有上等纯钢6485磅）。
2.洋炮：
最初仅制造传统的劈山炮。同治八年（1869）起，逐渐仿制英国阿模士庄式的前膛大炮，内分大炮、快炮二种。计自同治八年至光绪三十年（1869一1904），总共制成各式新炮742尊，其中最大之要塞炮重52吨，炮弹重800磅，可在1000码以内击透19英寸厚的铁甲，威力殊为可观。
3.枪支：
初所仿制者多为西方的林明敦（Remington）式的后膛枪，后以其落后，乃改造七毫米九口径的毛瑟枪（Mauser）'计自同治六年至光绪三十年（1867一1904），共造成各式后膛洋枪65300支。
4.弹药：
初制炮弹及枪弹，多用栗色火药及黑色火药，后采新式之无烟火药。计自同治五年至光绪三十年（1866一1904），共制火药667万磅、炮弹160万枚、枪子860万颗、炮体壳1000万粒、地雷水雷1500具。
5.轮船：
轮船的仿造本为曾、李的目标，同治四年（1865），在沪所购的旗记铁厂，或虹口洋厂，其中的机器除可制造开花炮及洋枪之外，亦以修造大小轮船者为多。故江南制造局除生产枪炮子弹之外，亦于同时仿制西式的轮船，其生产较中国最有名的福州船厂还要早一年，可以说是中国最老的一所船厂。该厂于同治七年设立，内分船壳、锅炉及汽机三个部门，以洋匠三人领工，华人数百且助且学。计自同治七年至光绪三十四年（1868一1908），共制炮船16艘、小铁壳船5艘、舢板船30艘，合计大小51艘。惜自光绪元年（1875）起，即以经费短缺，陷于困境。除于中法战争期间，为了应付海防需要造成一艘保民铁舰之外，造船事业几于一蹶不振，而不得不将之拱手让给后起的福州船厂。(50)兹将其中最主要的八艘表列于后，借供参考：
表3-1 江南制造总局历年所造主要船只表
资料来源：（1）《江南制造局记》，卷三，附表；（2）全汉升：《中国经济史论丛》，册2，页690，附表；（3）王尔敏：《清季兵工业的兴起》，页82，附表；（4）Thomas L.Kennedy.The Establishment of the Kiangnan Arsenal。1860—1895，Columbia University，1968，p.8081，附表。
江南制造局虽为中国近代建立了第一座规模宏大的兵工厂，对于清末的国防工业作出不少的贡献，但论其成绩，却距离理想甚远。第一是经费的不足；沪局虽于同治六年（1867）经由两江总督曾国藩奏准以江海关的二成洋税作为其常年经费，合计约有四十万两。至光绪二十三年（1897），甚至还曾一度超过一百万两，可是由于每年薪工、修建及办公费等人事经费支出，平均皆达总收入的37%以上，因而使用于船炮军火的经费大为减少。每遇兴造或改良设备，动辄捉襟见肘。(51)其次是技术与物料的缺乏，制造局所造船炮，名虽自造，实则大宗物料如钢料、钢弹、钢管等较为精巧的高科技产品，却非其本身所能生产，而必须购自外洋。至于各类的制造工作，亦非赖洋匠主持不可，而华人则仅可作为其助手，或仅能听其指导而向之学习。再次是产品的窳劣及价格的昂贵：由于物料购自外洋，而一切制造又皆仰赖洋匠鼻息，且其所制造的船炮又大多为仿制外国过时的旧式产品，因此产品性能不佳，且其价格反而较诸外洋高过一倍，此实为江南制造局的一个严重的伤害。根据李鸿章的观察可知，招商局向英国所购之船，装货多而用煤少，行驶速度又大，每艘的造价亦不过七八万或十万两。可是沪厂所造之船，其性能既不及英船，而造价却须十万两。又在洋厂所购的新式康邦机器（compound engine）150匹马力轮船，不过十余万两，可是沪厂所造的旧式150匹马力之船，却要三十万两，这实在是个极为不划算的做法。(52)最为严重的问题还是管理的不善；江南制造局主要的负责官员分为四级，最高者为督办，分由北洋大臣、南洋大臣兼任，湖广总督、江苏巡抚担任。其中最主要的乃是南、北洋大臣，特别以创办人北洋大臣李鸿章的关系最为密切。鸿章虽然远在天津，但因江南制造局为其与曾国藩联合创办，对之自然倍加关切，尤其是在曾氏卒后，更觉责无旁贷。不过鸿章对于该局所造轮船殊为不满，并时常提出批评，其后江南制造局停造轮船，便与其态度有关。(53)次为总办，由苏松太道兼任；一则因为制造局的常年经费须由江海关税收中的二成内拨给，或须受其财务监督，再则因为制造局之设立，乃由当时的苏松太道丁日昌一手促成，并由其担任第一届的总办，日久成为惯例。可是由于苏松太道调动频繁，计自同治四年至光绪三十年（1865—1904），四十年间，共有二十一人，而且其中又非全对于制造和管理有足够的认识。兼以他们还有其本身的职务，如此一座大型的新式兵工厂的管理，实非其能力所可及。总办之下为会办与襄办，此等官员均为沪局的实际负责人，其中颇不乏熟习兵工的专家，如韩殿甲、冯悛光、沈保靖、郑藻如、陈兰彬等。但彼等虽有相当办事经验，毕竟对于现代化的科技知识不足。加以四十年间易人三十，多以其职位为转升之阶，而难以专心从事，自亦难免影响到该局的发展。再下为提调，亦为沪局的重要官员，多任研究及技术方面的业务。如著名的科学家华衡芳、徐寿及徐建寅（父子）均曾担任此一职务。惟以其职位较低，且无法施展其平生的抱负，任期均不太久。其他尚有黄恩诏、王镇昌、程锡书、张鼐、周纯、陈本瑞、李锺珏等人，皆为名不见经传的人物，则更不足论。(54)基于以上种种因素，这座近代初期号称为规模最大的兵工厂，至光绪末年已是腐败不堪，百病丛生。(55)
江南制造局因为位于上海，故与南洋海军的关系较为密切。所造船只仅有“操江”一艘拨交北洋使用，其余大部分皆留于江苏，成为江南外海水师的骨干。至于其所承修之船，亦以南洋海军为多。一则以其船坞太小，无法容纳巨舰。再则该处的设备与技术均嫌不足。故北洋海军的兵船，除国产的登瀛洲小船之外，皆不在此修理。(56)
二 福建船政局
关于造船问题，曾国藩、李鸿章及左宗棠三人的意见并不相同。曾氏虽然一度热衷于造船，可是其目的仅在“试办二三号，即以本省之资养之，为本省捕盗护运之用，初无耀兵海上之意”，(57)可见其格局颇为狭小，旨趣亦不甚高。李鸿章的认识较为进步。认识到“洋机器于耕织、印刷、陶埴诸器皆能制造，有裨民生日用，原不专为军火而设”，仿用既久，“数十年后，中国富农大贾必有仿照洋机器制作，以自求利益者”。(58)可是，他所置重的却仅为新式枪炮军火的制造，对于轮船、兵船则以为一时不易，未敢轻言仿制。如在其与曾国藩函内即对之作此表示：“兴造轮船兵船，实自强之一策。惟中国政体，官与民，内与外均难合一，虑其始必不能善其后。是以鸿章于同治四、五年创议铁厂时，左公已先议造船，鄙意未敢附和。但主仿造枪炮军火，谓可自我发而收拾也，即不备于水而尚有备于陆也。”(59)
比较起来，对于自设船厂仿造洋船之事，实以左宗棠的主张最为猛勇。吾人读其请求创设船厂一折，迄今犹觉其洞烛机先，充满智慧与远见。首言：“东南大利在水而不在陆，广东、福建、浙江、江南、山东、直隶、盛京七省皆属滨海之区，无事之时，可以转漕筹饷，懋迁有无；有事之时，可以征调军旅，巡洋缉盗。次言自海上用兵以来，泰西各国火轮兵船动达津沽，藩篱成为虚设，洋船准载北货，行销各口，江浙大商以海船为业者日益困顿，凡此种种均非设局急造轮船，不能为功。”他并强调：“欲防海之害而收其利，非整理水师不可；欲整理水师，非设局监造轮船不可。”“泰西巧而中国不必安于拙也；泰西有而中国不能傲以无也。”“谓我之长不如外国，借外国导其先可也；谓我之长不如外国，让外国擅其能不可也。”(60)其理念的明晰，虑事的深刻，计划的周详，以及其勇于负责的态度，均于此呈现无遗，的确不失为一代名臣。不过，无论就他所举出的理论与实际等方面，吾人也看出他受其同乡前辈魏默深的影响。而左氏对此亦毫不讳言地坦然承认。(61)二十余年前，魏氏所提出的设立船厂炮局，建立新式海军的构想，至是方得实现。
福建船政局创设于同治五年（1866），由于中国工业科学落后，故与江南制造局一样，必须仰赖于西方的援助，购买西方的机器，聘用西方的人才。所不同的是江南制造局所依靠的是英、美两国，而福州船政局则是法、英两国，其中尤以法国的关系最为重要。当时代表法国赞助中国创设此一近代史上第一座新式造船厂的即是日意格（Prosper Giquel，1835—1886）与德克碑（Paul d'Aiguebdle）。嗣因德克碑前往暹罗，日意格所负的策划工作尤多。中国方面，虽由左宗棠出面主持，可是真正负责与日意格洽商的，却是左氏的幕僚胡光墉（1825—1885）。从《日意格日记》（The Giquel Dairy）数度提到胡光墉，以及左宗棠在其奏折内公开称赞“胡光墉才长心细，熟谙洋务，为船局断不可少之人，且为洋人所素信”，并声言闽局于开办之初，“一切工料及延洋匠雇华工开艺局等，皆拟责成胡光墉一手经理”(62)可以看出左氏对于胡光墉之信赖，及胡氏在创设福州船厂之时所扮演的重要角色。经过多次的磋商，始于同治五年的九月间，由左宗棠与日意格签订一份“五年计划”的合同。规定法方除负责购料设厂、聘用洋员、制造轮船等之外，并须于五年之内教导中国员匠学会自行制造、驾驶轮船，将技术转移与中国。(63)自力更生，不仰赖于外国，这是近百年来中国人所抱持的一贯理想。左氏强调此点，希冀国人可于短期之内掌握西方的科技，而使福州船厂的工作于洋员遣散之后，进行不辍，其用意殊为深远。观其于日后致友人书中之所言：“东南之有船局，惟沪与闽，沪非洋匠洋人不可；闽则可不用洋匠而能造，不用洋人而能驾，故曾文正晚年欲渐易沪局而从闽，以事理得宜耳。”(64)当可见其满意的程度。不过如谓闽厂可不用洋人为助，则并非事实。
福建船政局的组织，主要分为两大部门：一为造船厂，一为船政学堂；前者负责造船，后者负责驾驶。由于机器购自法国，故造船厂所延洋匠多为法国技术人员。而船政学堂除学习制造之外，尚有操纵驾驶课程，则由英法两国的洋员所分任。(65)船政学堂初名“求是堂艺局”，设于福州城内及城外二处；同治六年（1867）九月，始迁往马尾造船厂之内。内分制造及驾驶二科，制造学堂又名前学堂，教授法语，学习造船技术。驾驶学堂又名后学堂，教授英语，学习管轮及驾驶。于此可知福州船政局较诸江南制造局更具积极的目标。根据日意格的报告，截至同治十三年（1874年4月）二月，他已依约完成船厂船坞等的各项设备，并造成轮船十五艘。其名称及装备略如下述：
表3-2 船政局早期所造船只表
续表
资料来源：本表除据〈日意格报告〉，页15之表以外，尚参考英国外交部档案F.O.17/787，1878福州副领事报告；及王志毅：《中国近代造船史》（北京，海洋出版社，1985），页99，“福州船政局1874年前建成船只表”。惟上述资料来源不一，船型，名称亦彼此互有出入，本表大致仍以〈日意格报告〉为主而稍事补充。
从上表看来，可知福州船厂于开办之初，在西方科技人员的指导之下所造轮船计有80匹马力者五号，150匹马力者九号，250匹马力者一号，合为十五号。虽然都是一些木质的小轮船，不论排水量、马力、速度都相当有限，而大部分皆为兵商两用的运船（transport）。以之与同时的西方各国战舰相比，固然无法相提并论，但在中国已属难能可贵。此外，在人员的培训方面，他们也多少为近代中国的造船与海军人材奠下一个初步的基础。以工程人员而论，学生中有七人可以完成厂中的机器，有二十一人于一年半之后，亦可达此程度，有二十四人再继续研究可充任工程师。艺徒中有八十七人能独立按图做工，其中五十三人继续研究可充工头，最聪明者甚至可为工程师；工人中有一百八十六人可以按图做工。以建造舰身及其装备而论，有九人可完成船身的设计，并计算其尺度，其中有七人将来可为工程师；有艺徒十四人已能自行设计蓝图，工头六人可以绘图并加以监造。木匠工人及艺徒有五十八人，不论建造船身或其他部分，皆能按计划工作。由上可知，已有四百一十二人受到相当的教育与训练，可以在洋匠离华后，继续从事于造船工程。
以驾驶人员而论，计其中有十四名军官已经接受过理论及实际的训练，并可操纵兵船。有十二名已经接受过同样的训练，并在教授检阅下驾驶兵轮。有九名军官已具有航海学理论方面的知识，但尚缺乏专业经验，有四十二名学生仍在学校就读，其中三人表现特优，已获选升为助教，他们是罗丰禄（课程）、李达璋（英文翻译）、黄煊（管轮）。他如张成、李和、刘步蟾、林泰曾、严复、邓世昌、何心川、蒋超英等，亦为其中的佼佼者，这批人都是日后南北洋海军中的重要干部，对于中国新海军的发展，自然具有密切的关系。(66)
福建船政局虽由左宗棠创设，但以不久受命督陕，故其实际的开办工作皆由左氏所推荐的沈葆桢继续完成。沈氏为人耿介清廉，勇于任事，又能不避嫌怨，公忠体国，因而得使各项工作一一顺利展开，并于五年合约期满之后，获得预定的成果。接着他又策划继续开拓船务，宽筹经费，派遣留学生分赴英、法留学，期为国家培养一批高级的造船及海军人材。尤其是在日军犯台之时，亲自率军前往台湾布防，并与日军办理交涉。深感日本对华野心勃勃，中国海防危机，更加增强他训练中国海军的理念。对于台湾的战略地位，他的认识非常深刻，指出其地海外孤悬，实为东南七省门户，“其关系非轻”。(67)因此主张仿照江苏巡抚驻苏州之例，以福建巡抚移驻台湾，同时并主张开山理番，开发基隆煤矿，增设台地州县，加强台湾防务，以南洋海军总统驻扎台海等，虽然他的理想有的已经着手进行或已部分实施，有的尚在规划之中而犹待朝廷的批准，但对于近代台湾的建设，却揭开了序幕。(68)
不过，福州船厂也与江南制造局相同，在开创之后即遭受到许多不可克服的困难。以人事方面而言，虽然开办之初，由沈葆桢出任总理船政大臣，周锡开、胡光墉及夏献纶为提调，“一时在事诸人多朴谨能事之选”，“故事靡不举”。(69)可是在人事上却一再地遭到破坏与阻力，首先受到闽浙总督吴棠的杯葛。吴棠为福建与浙江两省的最高长官，福州船厂自需他的协助。可是吴棠与沈葆桢不谐，非但不与合作，且多方掣肘破坏，因而使葆桢大伤脑筋。接着法籍福州税务司美里登（Baron de Mentens）又于同治五年十二月企图干预福州船厂，并且得到法使伯洛内（Henry de Bellenet）暗中支持，引起一场中外的交涉。最严重的一次是同治十年（1871）十二月，内阁学士宋晋所奏请的“停造轮船”之议，此议甚至获得闽浙总督文煜的支持，且使清廷的意志为之动摇，几使福州船厂及江南制造局的整个工作陷于停顿，而瀕临关闭的危机。幸经曾国藩、李鸿章、左宗棠、沈葆桢等自强运动领袖的力争，方得化解。然而福州船厂并未从此步入坦途，当光绪元年（1875）沈氏出任两江总督之后，主其事者数易其人，而出任斯职者又多威望不足，视居官如传舍。因此乃使诸务渐就废弛，刁员劣绅乘机而入，所委各员办事多有不实不尽之处，虽经清廷下令整饬，终难扭转乾坤。(70)再以经费方面而论，建厂之初所需经费共计四十三万两，预计每月经常费四万两，当由福州将军奏请于闽海关税收四成结款项下拨出四十万两，限月协饷项下月拨五万两充用。其后造舰愈多，所需经费愈大，截至光绪二年（1876）为止，计已成船十六艘，仅养船之费即需一百二十万两，自非闽省一地所能负担。虽经朝廷指令于闽海关六成洋税之下月拨三万两，四成洋税项下拨二万两，全年合计六十万两。但实际上却未能如数解拨，且以部拨增多，入不敷出，船政月款甚至一度停解。经沈葆桢于光绪元年奏请，始允自次年正月于六成月拨三万两，四成月拨二万两，以应急需。其后至光绪十五年，四成项下尚可递年解足，而六成之款积欠竟达三百万两之多，对于船政工作影响之大可以想见。(71)再就技术方面而论，也是一项不易克服的困难。福州船厂于开办之初，即仰赖法国的协助，而日意格、德克碑等亦确能勤奋负责，尽忠职守。(72)不过，由于他们知识有限，在其监督之下所造成的，却为西方的旧式船只，不仅运船与战舰不分，且行驶迟缓，根本不济用。及至五年期满，洋员回国，除船政学堂仍沿用洋员为教习外，有关造船之责，乃由中国工程人员所承担。因为经验有限，自难有所突破。经船政当局派遣优秀学生前往英、法留学，数年之后，技术方面始有改进。如陈兆翱、魏瀚、李寿田、杨廉臣、郑清濂、吴德章等皆为一时之秀。他们不但能够自建大石坞，且还能设法仿造双机钢甲兵船，于光绪十四年造成2400匹马力的铁胁铁甲舰一艘（平远）提供北洋；2400匹马力的巡海快船两艘（镜清、开济）提供南洋之用。惟与西方造船技术相比，仍然较为逊色。甲午战后，清廷接受边宝泉的建议，回复到洋人协办的时代，大批地延聘洋员洋匠。结果非但未能达到改革的初衷，船厂反而为法籍监督杜业尔（Doyere）所操纵。“骄焰滔天”，“遇事专擅”，“贪污冒领”，造成种种弊端。经过中法长期交涉，始将杜业尔解聘，但船厂亦自此几乎陷于停顿。(73)
