884年），字雪村，江苏金匮县（今无锡市）人。“幼娴帖括，习举业”，继以为无稗实用，遂“专研博物致知之学”。积岁勤搜，凡数学、律吕、几何、重学、化学、矿学、汽机、医学、光学、电学，“具窥见原委，尤精制器”。①徐氏在当时以博学多才奢称，曾自制过指南针、象限仪等器具，还仿制过墨西哥银元。
华衡芳（1833—1902年）字若汀，与徐寿同为无锡人。幼时即嗜数学，14岁就弄懂了当时流传的应用算术书《算法统宗》。是年结识了比自己长15岁的徐寿。华衡芳在此后的岁月里，除研读中国古典数学著作《数理精蕴》等书，“遂能通几何之学”外，还从事自然科学方面的研究，对翻译过来的代数、几何、微积分、重量、博物等书一一研读。这就为华氏在数学、自然科学乃至技艺等方面奠定了坚实的基础。
徐寿、华衡芳相识后，不时在一起研讨并作实验。例如，他们为了探索光学奥秘，将水晶印章磨成三角形来代替难以找到的三棱玻璃，“验得光分七色”；为了验证枪弹运行的轨迹是否呈抛物线，他们设远近多靶，通过实弹射击测试，终于粗知抛物线之梗概。②1858年两人在上海获得墨海书馆出版的合信氏的《博物新编》一书，此书内容包括理、化、天文、气象等，使他们得益颇多。1860年由华衡芳著述、徐寿插图的《抛物线说》一书问世。此书具有开创性意义，它比当时国外专门论述这一问题的《圆锥曲线说》中译本早6年。徐、华有了这些科技造诣，故一到安庆内军械所，即进入实际科学研究制造阶段。
首先是蒸汽机的制造。造蒸汽机必须依赖数学、力学和物理学等知识，还须有制机械的实际工艺经验。徐、华对于前者已具备必要的条件，对于后者却是缺乏基础的，加之军械所设备简陋，全靠手工操作，困难很大。但他们还是于1862年8月制成了中国第一台实用的蒸汽机（此前已有人试造非实用性的蒸汽机）。此蒸汽机的结构与当时居世界先进水平的“往复式蒸汽机”相类似。它“以火蒸水气”运转自如，“火愈大则气愈盛，机之进退如飞，轮行亦如飞。”①曾国藩看了蒸汽机的试验运转颇为高兴，当天在日记中写道：“窃喜洋人之智巧我中国人亦能为之，彼不能做我以其所不知矣！”②确实，蒸汽机制成，为造火轮船开辟了道路，某种程度上，也为后来江南制造局制造各种机器创造了前提和基础。
内军械所第二个成就是造成了中国第一艘木壳轮船。中国造船业在世界上向列前茅。到清代，造船工场规模和技术均很发达，这就为试制轮船提供了技术条件和技术工人。该木壳轮船的制造，华衡芳主要负责测算，徐寿主要负责制机，在其他有关技术人员吴嘉廉、龚云棠、徐建寅等的配合下，从1862年4月到同年8月即造成了轮船模型，到是年底试造成一艘长约二丈八、九尺的小火轮，并正式在安庆江面试航，由轮船委员蔡国祥亲自驾驶，曾国藩则坐在船头上督看。航行约八、九里。曾氏十分得意地说：“约计一个时辰，可行二十五六里。试造此船，将以次放大，续造多矣。”
1864年，徐寿等在此基础上进行放大试制火轮船的工作。接着搬迁南京，1865年火轮船放大试制成功，曾国藩赐名“黄鹄”。1866年“黄鹄”号火轮船在南京下关江面试航，据8月31日《字林西报》记载：船重25吨，长55华尺，高压引擎，单汽筒，直径1华尺，长2尺；轮船的回转轴长14尺，直径2.4寸；锅炉长11尺，直径2尺。船舱设在回转轴的后面，机器设在船的前部。试航时速，顺流28里，逆流16里。
安庆内军械所的规模很小，但不用洋人而用中国自己的科技人员设计制造火器弹药，特别是制造了第一台蒸汽机和第一艘木壳轮船，虽“不甚得法”，却标志了中国进入制造机器的历史时期；为手工造机器向机器造机器的过渡创造了条件。它尽管未用洋人，但它是在西洋火器、轮船和西洋科技书籍的启迪下产生的。如徐寿、华衡芳在已有知识的基础上，又从《博物新编》一类西洋科技书籍中学到不少知识；又如徐寿等在上海对洋轮的观察模仿等等。因此，它既是中国近代工业的开端，也是洋务工业起始的标志。有了这个不成熟的实践，使曾国藩和参预制造的人员，既看到自己的优点，也意识到自己的不足，尤其是看到手工造器的缺陷，于是存“觅制器之器”的决心和行动。
内军械所也是资本主义企业的开端。它的经费由湘军拨款，劳动力一部分是招募，另一部分是蔡国样准备接收阿斯本舰队未成留下的200名士兵，他们基本上是接受以工资形式付酬的劳动者，某种程度上，是自由劳动力的出卖者。因此，可以认为安庆内军械所是封建性很浓的带资本主义性的企业。
二、安庆内军械所到江南制造局的过渡——上海、苏州洋炮局 在安庆内军械所创办一年之后，李鸿章在上海也办起了制造军火的洋炮局。如果说前者未用洋匠是一个特色的话，后者却一开始即用洋技术人员。
李鸿章（1823—1901年），字少荃，安徽合肥人。1847年中式进士，1850年授翰林院编修。1853年2月随工部侍郎吕贤基回皖北襄办团练，以抵御太平军。因在皖北屡被太平军打败，“不能自立于乡里”，乃于1858年趋谒驻师建昌的曾国藩，旋入曾幕。李鸿章以其父与曾国藩有同年关系，于1845年即师事曾氏。这次入曾幕颇得器重，在仕途上得到了实际的锻炼。李鸿章回忆说：“臣从曾国藩讨论军事数年，见其选将练兵，艰苦经营”①，颇得启示。又对曾国藩说：“鸿章侍函丈最久，于时事微有通晓”②。用兵本领与通晓“时事”，正是李鸿章一生发迹的基础和条件。1861年湘军先后陷天京上游的安庆、芦州，而太平军却在下游横扫江浙，曾国藩派左宗棠图浙，着李鸿章到皖北募练淮军以图苏。1862年3月淮军练成，4、5月间由长江轮运至上海。李鸿章到上海后即定下勾结外国侵略者镇压太平军的方针，他在致沈葆桢函中指出，必须顺着上海买办官绅借洋兵“助剿”的“人心”，利用“华洋混一”已成之局，以为“据形势接应上游为进兵张本”③，达到攻占天京，灭亡太平天国的目的。这也就是他所说“用夷变夏”的“自强之术”④。
“用夷变夏”的“自强之术”从哪里开始？李鸿章到上海后不多天，就明确了使用西方先进武器的目标。上章已谈到，他亲眼看到外国军队武器精良，常常以少量军队胜数量大大超过于自己的敌军，其原因是先进的火炮。于是淮军到沪后很快更换新式武器。但购器甚难，而热兵器弹药的消耗量很大，供应尤难而且贵。“买一颗从英国炮船上偷来的很普通的十二磅炮弹要费三十两银子，买一万粒最坏的铜帽也要十九两银子。”⑤这是淮军饷需经费负担不了的。这时，在李鸿章军营服务的英国人马格里建议设厂自造。李鸿章惟恐造不出来。马格里即毛遂自荐，经过试验，他在兵营门外造出了第一个铸模。他让一位中国木匠用普通的车床制作了一个拳师式导火管，随即造出了一个炮弹、几个药引和几枝炮门纸管自来火。适英国军官士迪佛立进谒李鸿章，李以之相征询，得到士迪佛立的赞赏和肯定。又经过士兵的使用，证明质量可靠，李鸿章乃委派马格里和其他几名洋人在松江一个庙宇里筹建上海洋炮局。开始工具极其简陋，除在上海购买一些和用田间粘土自造一个熔化炉等之外，又募外国匠人“由香港购办造炮器具”①。李鸿章并不是全靠洋人，而是一开头即“令参将韩殿甲督率中国工匠尽心学习”制造开花炮弹、自来火等件。为“得其密传，推广尽利”，李鸿章又把“学识深醇，留心西人秘巧”的同知衔丁日昌从广东特聘来上海专办军火制造②。
丁日昌（1823—1882年），字禹生，又作雨生。广东丰顺汤坑人。父贤拔经营药店，早逝。少随叔兄课读，涉猎经史。20岁中秀才，曾任惠潮嘉道李璋煜幕僚，因助李平吴忠恕起义军有功，捐授琼州府学训导。1859年以“军功”升任江西万安知县。1861年因庐陵县一度失守而被革职。后在曾国藩军营当差。曾氏派他前往广东办厘务和在提督崑寿军营督造火器。丁日昌先后铸造大小硼炮36尊，大小硼炮子2000余颗。李鸿章得知即请清廷饬粤省督抚调丁来沪任炮局委员，与韩殿甲一起主持洋炮局事务，“颇渐能窥西洋人奥窔”。
上海洋炮局主要生产开花炮弹和自来火，每月生产炮弹六、七千枚，交淮军各营使用。据薛福成记载：淮军所用自产的“开花炮，大者可攻城，小者以击贼阵、破贼垒，遂能下姑苏，拔常州，连克嘉湖诸郡。设非借助利器，殆不能若是就且捷也。”③这里虽把上海炮局的军火产品的作用夸大了些，但也不能否认它在镇压人民起义中的反动作用。
1863年12月，苏州被清军攻陷，李鸿章移驻城中，马格里等也把松江的上海洋炮局迁至苏州，占用了原太平军纳王所住的王府，局面较在松江庙字里大得多，但设备没有多少改善。这时，正是“阿斯本舰队”被清政府遣回英国之际。该舰队来华时，有供应舰队以军火武器的各项机器设备，“大有同时被送回欧洲的可能”①，马格里向李鸿章建议，将这些机器设备全部买下来。李鸿章很欣赏这个建议，但不愿自己出面做这件事，于是组织一个小团体出钱于1864年1月将此设备买了下来。这样苏州洋炮局机械化水平大有提高，初步摆脱了手工操作进入机器制作阶段。
苏州炮局分外国汽炉和内地泥炉两种，所谓“进入机器制作阶段”，主要是指前者。李鸿章在描述洋机器运转情况时说：“敝处顷购有西人汽炉，镟木、打眼、铰螺旋、铸弹诸机器，皆绾于汽炉，中盛水而下炽炭，水沸气满，开窍由铜喉达入气筒。筒中络一铁柱，随气升降俯仰，拔动铁轮，轮绾皮带，系绕轴心，彼此连缀，轮旋则带旋，带旋则机动，仅资人力之发纵，不靠人力之运动。”②上述机器每套数万金。由于机器并不齐全，不能制造轮船长炸炮，仅能锉铸炮弹。这座汽炉由马格里和委员刘佐禹综理其事。雇用洋匠4—5名，每月工资多者300元，少者100多元；中国匠人50—60名，每月工资多者30元，少者7—8元不等。所出大小炸弹，每月约有4000余个。
至于内地泥炉，以及锉磨螺旋器皿，每套不过数百金。此局由丁日昌、韩殿甲③分别负责。每炉约需工匠50—60名。一局每日可开数炉，每炉可得炮子50—60个，工紧时日可得炮子300余个。工匠需300余人。匠目每月工资20元至30元，散匠5—6元至10余元。所出大小炸弹每月约有6000—7000个，大小炸炮可得6—7尊。铜帽及铜自来火引门，均可仿制。所制产品价比购买便宜甚多，质虽不及洋货之精，但略可使用。
苏州炮局对于“尤为得力”的长炸炮还不能制造，只能制造短炸炮。受18磅弹之铁短炸炮，连架制就40金，受48磅弹之铁短炸炮，连架制就不过80金。炸弹大者须费2—3元，小者须费1元零。比之购买外洋12磅炸弹需费20两银子是便宜多了。李鸿章通过苏州炮局的制造实践，认识到发展机器枪炮局非进一步提高其机械化程度不可。例如长炸炮的制造，“非用外国全副机器，延请外国巧匠，不能入手。”这种强烈引进西方先进科学技术和人才的要求是很可贵的。基于这种认识，他慷慨陈词地说：“鸿章以为中国欲自强，则莫如学习外国利器。欲学习外国利器，则莫如觅制器之器，师其法而不必尽用其人。欲觅制器之器与制器之人，则或专设一科取士，士终身悬以为富责功名之鹄，则业可成，艺可精，而才亦可集。”
这是李鸿章在1864年5月间讲的话，距办成苏州炮局不到半年。李氏很快认识到“觅制器之器”的必要性，尤其是为了“觅制器之人”，他建议专设一科取士，并且，“士终身悬以为富贵功名之鹄”。这在以八股科第取士的当时，在顽固守旧者看来，简直是异端邪说！但这是时势之必然。其思想开明和高人一筹于此可见。
李鸿章在办苏州洋炮局的实践中所获得的认识，是他积极举办江南制造局的思想基础，因此，说上海洋炮局、尤其是苏州洋炮局是过渡到江南制造局的物质前提，是完全恰当的。
三、“制器之器”的江南制造局创办 上海、苏州两洋炮局是安庆内军械所过渡到江南制造局关键阶段，百江南制造局的创办，则是李鸿章“觅制器之器”思想的实践和运用。
江南制造局由下面三部分
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