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“总局”是李鸿章和曾国藩的创意，所谓“总”就是说不单单造船，还包罗各种机器。当然由于财力和人力有限，各种机器指的也都是军械方面的机器，开展民用工业是后话。这并不代表李鸿章不懂得民用工业的重要性，他早就对西洋机器的各种功用看得相当透彻。他说：洋机器可用于耕田、织布、印刷、制陶等，其妙就妙在能够借助水火的力量节省人力。这并没有我们想象的那么复杂，不外乎是一个机关牵引另一个机关，一个齿轮推进另一个齿轮，一个零件带动所有零件动起来罢了。它的样子很简单，一看就明白，它的原理也很容易理解。既然这么简单，我们中国人哪有不会的道理。我预料过不了几十年，中国富裕的农民、有钱的商人都会仿效洋人制造机器，通过机器赚大钱、谋大利。
言下之意是机器十分简单，靠它来发展民用工业，中国的农民、商人只要有钱都能自己解决，而官府所要做的是发展军事工业。
江南制造总局又叫江南制造局、江南机器局、上海制造局、上海机器局。下设五个分厂，分别负责生产不同的军用器械：一厂制造枪炮，二厂生产和修理船舶，三厂炼钢，四厂制造火药，五厂制造机器。附设翻译局，专门负责翻译国外的科技书籍，提供技术支持。还有
图书馆、工艺厂、库房、公务厅地图局、大船坞等设施，一应俱全。后来，江南制造总局又添设了炼钢厂、栗色药厂和无烟药厂。钢厂里的炼钢炉每天能产钢3吨，可以用来制造炮筒和枪管；栗色药厂和无烟药厂制造枪炮用的火药。栗色药厂制造的栗色饼药，供新式大炮用；无烟药厂制造的无烟火药，供快枪快炮用。江南制造总局倾注了曾国藩、李鸿章师徒二人大量心血，从经费的筹措到机器的采购，从中外管理人员的委派到机构的设置，曾、李都亲自过问，费尽心机。
江南制造总局创办后，数年之间就造出轮船四艘，洋枪、大小开花炮、样
火箭等数千件。
李鸿章说：江南制造局是中国最大的军工厂。
沈葆桢说：凡直隶督臣和江南各省使用的武器，都是由江南制造局提供的。
端方说：江南制造总局制造的枪炮弹药比以前有很大进步。枪炮、子弹、炼钢等厂成效昭然。
盛宣怀说：金陵、天津、福州、广州、汉阳等厂的兴起，都借鉴上海制造局的成规，是它开的好头。
可见江南制造总局在中国近代军事工业中的重要地位和作用。
江南制造总局最重要、也是曾国藩和李鸿章最关心的工厂是轮船制造厂。江南制造总局成立后，先是购买了拥有较为先进机器的铁厂，后又陆续添置了大船坞等一系列造船设施。曾国藩并特意奏请江海关的一成洋税作为江南制造总局轮船制造专用经费，正式雇佣了洋工匠开始造船。江南制造总局的造船厂分为三个部门，分别生产船壳、锅炉和汽机，用三个洋工匠作为三个部门的领工，再配置几百华工协助和学习。
1868年，江南制造总局造出了中国近代的第一艘大型新式兵轮。它长十八丈五尺，宽二丈七尺二寸，牵引力392马力，载重600吨，船身由坚木制成，内部机器系国外的旧机器休整后使用，而汽炉和船壳则是由总局自己制造的。曾国藩为之命名“恬吉”。继“恬吉”之后，江南制造总局几年之内几乎每年都有一艘新船下水，“操江”、“测海”、“威靖”、“海安”、“驭远”、“金瓯”等兵船陆续问世，其中最大的达1900马力，载重2800吨。李鸿章在给朝廷的奏折里骄傲地说：这些船在外国属于二等，但在中国属于头等的了。
然而，不久李鸿章就发现了其中的问题。在19世纪的国际造船业中，江南制造总局生产的轮船无论从样式、性能、功用和成本等方面都大大落后于国际同行业的水平。李鸿章说：江南制造总局制造的轮船只能载十来尊大炮，样子虽然像新式的兵船，可是比起外国兵船的坚利差得远。福建、上海附近的兵船，装载量还不如商船多，行驶速度也不如商船快。
又说：我们现在所造的船，都是西方国家淘汰的旧样式，平日无非巡防，遇到国家有事，只能运送些粮草兵员，到洋面上去打仗是不可能的。
更让李鸿章不满意的是，这些性能不怎么样的船，成本却极高。当时中国造船业不仅缺乏技术人才，而且与造船业配套的其他工矿业发展都跟不上。也就是说，江南制造总局不仅雇佣洋人做指导，而且一切造船材料都从国外进口。等于把西方的造船厂搬到了中国。由此发生的运费、关税、洋人的高薪，使得在中国造一艘旧式船的钱比从外国直接购买一艘新式船的钱还要多。李鸿章致沈葆桢的一封信中说：我们这里的招商局从英国购买了三艘轮船，艘艘装货多、用煤少、速度快，每艘七八万到十万不等。而上海等地轮船制造厂造的船，每艘船少说也得十万两以上。我们从外国厂家定购的新式康邦机器150马力的轮船，只要十几万两银子，上海制造的旧式机器50马力的轮船，仅工本费和员工薪金合算起来就要三十万两银子。
简直是说造船不如买船。大轮船制造不出，小轮船质量差、无法下海，成本又高，江南制造总局知难而退，几年之后停止了轮船生产，把精力主要集中在枪炮生产上。枪炮和弹药的生产成了江南制造总局最主要的业务。
其实，轮船生产中存在的问题在枪炮的生产中同样存在。机器设备的简陋、技术人员的不足、资金的缺乏，始终是江南制造总局的大问题。这些问题直接导致了江南制造总局的任何产品都不能紧跟时代。如总局成立之前，世界通用美国林明敦枪，中国每年要向国外大量购买。江南制造总局以美国林明敦枪为主要仿造目标，经过无数次的失败和试验，终于成功，所产枪支不但在外形上和林明敦枪完全一样，性能上也相差无几。但人们几乎还没来得及高兴就发现，就在他们研制林明敦枪的时候，国际上的制枪技术又有了大的改良和发展，林明敦枪已经变成了陈旧的样式，濒临被淘汰的边缘。江南制造总局千辛万苦研制出来的林明敦枪，军队各营不愿意要——太过时了，派不上用场！李鸿章无奈地说：各国都有新式的后膛枪问世，林明敦枪已经成了武器中的中下之品。
既然跟不上国际潮流，不如走咱们中国自己的路子。张之洞在湖北的汉阳铁厂研制出了用料省、性能好的小口径毛瑟枪，清廷予以赞赏，并命令全国军队改用此种枪支。江南制造总局也奉命生产这种小口径毛瑟枪。可后膛枪也好，毛瑟枪也好，对于江南制造总局来说都是新式武器，而要生产新式武器，首先需要几百万两的上马费用。总局拿不出钱，又得执行命令，只好将原有机器设备改造一下，再用大量人工生产制造。结果是费用多而产枪少，每天只能造出七杆枪，一年也就能产两千来杆。江南制造总局这个兵工企业的老大哥，已落后于汉阳铁厂等后起之秀了。
造枪不景气，大炮的生产又如何呢？制造总局成立八年后，李鸿章曾说：江南制造总局连熟铁来福炮都没有多造，哪里谈得上钢炮。前为轮船所用制造的铜炮实在太差，我已下令多从国外购买后门钢炮，以备急需，这实在是不得已之事。
经费不敷，使生产大炮的机器设备不配套；对国外早就停产淘汰大炮（阿姆斯脱朗式前膛炮）的仿造，使生产出的大炮性能跟不上时代而落伍。李鸿章去世后不久，张之洞就对江南制造总局的大炮生产进行了激烈批判，他说：江南制造总局生产大炮的机器不完备就敢于用人工生产，不但产量极小，而且直接导致产出的大炮精密度极差、不适用。不如马上关门，否则就是无谓地浪费金钱！
弹药是江南制造总局另一主要产品。据有关资料记载，制造总局每天能够生产火药1000磅、林明敦枪所用的子弹5000颗。这一日产量听来似乎不小，实际上根本无法满足当时的军事需要。李鸿章说：制造总局所产弹药用来应付平时操练有余，用来备战则大大不足。张之洞则干脆不客气地说：江南制造局所产各种子弹、弹药都不适用。张之洞所说的不适用，是指江南制造总局无法生产与先进武器配套的弹药。后虽添设了栗色药厂和无烟药厂，但其产品几次检验都被定为纯净度差、不适宜用于新式枪炮，甲午等战争中使用的栗色药饼仍是依靠进口获得的。
除了船舶、枪炮和弹药制造厂外，江南制造总局还设有机器制造厂，即生产“制器之器”的工厂。在开办不到四十年的时间里，此工厂生产了包括车床、刨床、钻床、挖泥船、起重机、抽水机、翻砂机等五十多个种类的机器。另设炼钢厂，从英国购买了高炉等设备，1891年起开始仿效西方的方法炼制纯钢，到1897年年产量达2000吨。但由于原料昂贵、成本太高，产量太低、质量太差，无法满足制造枪炮的需要而以失败告终。
江南制造总局发展不佳，还有许多内部原因。首先是管理混乱。人员冗杂繁复，糜工费料，章程规定不严密，出入款项毫不明晰，有关人员纷纷从中舞弊肥私。其次厂址选择不当。江南制造总局生产枪炮弹药要耗费大量的煤铁等原料，上海虹口距离煤铁产地较远，运输耗资巨大，煤铁难以及时供应等等。
尽管如此，作为李鸿章亲自设立的当时中国最大的军工企业，江南制造总局毕竟起到过许多积极作用。它是中国最早大规模采用机器制造枪炮和轮船的官营企业。作为中国近代军事工业的先驱者，它曾经肩负着重大的国防使命，对晚清作战和军事发展都不无裨益。它代表了中国军事工业发展的一个时代，在这个时代里，中国经历了一次又一次的挫折和失败，但在这一次次的跌倒爬起中毕竟缓慢地前进了。
长期以来，李鸿章背负着血腥镇压农民起事刽子手的罪名。他购买和制造船炮的初衷究竟是为了镇压农民起事还是为了自强和抵御外辱，在今天已没有讨论的必要。历史仿佛是一把双刃剑，在农民和政府身上各刺了一个凹槽，清毒放淤，然后降温止痛，然后继续前进。无论如何，李鸿章作为近代洋务派的领袖在开辟新风气、引进新技术方面功不可没。江南制造总局制造出了中国第一艘兵轮、第一台车床、第一磅近代火药、第一炉钢，也培养出了中国第一批工程技术人员。李鸿章挥舞大刀砍倒了造反的农民，也砍破了罩在中国上空几千年陈腐而坚固的幕布，放进了一股新鲜空气。这空气让进取的人兴奋不已，让退缩的人恐慌惊诧。敢于冒天下之大不韪，李鸿章是勇敢的。
1863年，曾国藩、李鸿章联名上奏，请求清廷批准选派中国学生出国留学。李鸿章在奏折中大声疾呼：选派留学生，培养人才，实在是中国自强的根本。
李鸿章本人是以科举起家的官僚，然随着洋务运动的发展，他开始转而赞赏西方的教育制度，认为要想把洋务推进到“富强相因”的层次上，必须培养出精通西方科学的各类专门人才，要么在国内设立洋学堂，聘请外国教师传授自然科学和工程技术知识；要么选派中国学生出国留学。
1863年，曾国藩、李鸿章联名上奏，请求清廷批准选派中国学生
出国留学。李鸿章在奏折中大声疾呼：选派留学生，培养人才，实在是中国自强的根本。
清廷诏准。很快，一套完整的公派出国留学人员实施方案出台：
1。设“幼童出洋肄业局”即预备学校，对学生进行出国前的培训。“肄业局”下设监督二人，由翰林出身的陈兰彬担任正监督，容闳任副监督。李鸿章选择陈兰彬是因为他“老成，谨慎，品行端正，中学根底深”，一方面可以保证留学生在美国的中文学习，防止派往美国的幼童丢弃儒家经典、四书五经。一方面，可用陈兰彬的翰林招牌抵挡朝中顽固派的阻力。
2。选拔一百二十名候选幼童，分四批出国，每批三十人，每年遣送一批。
3。学生出身须清白，年龄最小不得低于十二岁，最大不得超过二十岁。
4。学生家长或监护人须签署志愿书，声明自愿送子弟赴美留学十五年，不得中途退学或加入外国籍。此十五年内，学生死亡或发生事故政府概不负责。
5。学生以学习西学为主，但仍配备中国教师教习中学。学习期间，一切费用由政府承担。学生学成后不准自谋职业，听候政府调用。
当时的人多以参加科举取得功名、光宗�