这时，有一个名叫马格里的英国军医找到李鸿章说：“我学过制造军火，还会训练军队，听说你想自办军火，我愿意效劳。”
　　李鸿章正求之不得，连忙说：“那太好了，从今以后，你在我这里当军官，负责教练枪队，我再给你一笔钱，筹办开设一个兵工厂。”
　　不久，一个专门制造弹药的工厂在松江的一座庙里开办起来了。李鸿章还设立了上海制炮局，从香港买回制炮机器，又招募了一些英、法两国的工匠，开始制造“幵花炮弹”和一种叫“自来火”的引火器。淮军将领韩殿甲还带领一批中国工匠进局学习各种技术。后来，淮军打败太平军，占领苏州，李鸿章又把马格里办的兵工厂迁到苏州，进一步扩大规模，成了苏州制炮局。马格里通过关系，购买了一套外国舰队解散后遗留下来的制造和修理各种武器的机器设备。这样，子弹、榴弹、信管、雷管、迫击炮和步枪都陆续造了出来。
　　1865年，李鸿章被提升为两江总督，移驻南京，他又把苏州制炮局迁到南京雨花台附近，改名为“金陵制造局”，又叫“江宁机器局”，继续制造武器。同时，他又用四万两白银买下了上海虹口的一座美国人办的铁工厂，把几家制炮局、制造局与铁厂合并起来，成立江南机器制造总局。不久，曾国藩派人从美国买回一部分机器也拨给了江南机器制造局，使它成为一座规模巨大的兵工厂，既能制造各种枪炮弹药，又能模仿外国的式样和结构，造出轮船。
　　这时候，左宗棠也在福建设立福州船政局，丁宝桢在济南设山东机器局，都是生产洋枪洋炮等的兵工厂。清廷看到这种情况，害怕新式武器的制造和使用权都操纵在汉人手里，对满洲贵族的统治地位不利，于是，恭亲王奕䜣授意通商大臣崇厚等办天津机器局，请英国人密妥士当总管，打算制造火药，可成效不大。1870年，李鸿章继曾国藩任直隶总督兼北洋大臣，接办了天津机器局，进行了整顿扩充，才开始制造枪炮弹药和军用器具。
　　李鸿章为发展淮军势力，巩固北洋地盘，又筹建海军和设置海防，加紧建设大沽炮台。他嫌前任崇厚在时所设置的旧式土炮过于落后，就和马格里商量，把在苏州储存的大炮和金陵机器局制造的洋炮运到天津，配置在大沽炮台。1875年，大沽炮台的官兵们试放该局制造的两门六十八磅的大炮时，发生了爆炸，当场炸死七名士兵，把炮身都炸毁了。李鸿章听后暴跳如雷，他立即把马格里叫来天津。
　　马格里借故推托，拖延了两个月才到天津，李鸿章让他亲自试放，结果，又一次发生爆炸。李鸿章责问为何炮弹质量如此低劣，马格里却态度骄横，断然拒绝。原来，当初马格里帮李鸿章制造的大炮，是用于对付太平军的，所以个个有效。而这一次，大炮是安装在大沽炮台用于对付外国人的入侵，英国人马格里就从中捣鬼。洋务派办洋务，从管理人员到技术设备，都依靠外国，那些到中国工厂里做事的外国人有他们自己的打算，赚钱是一，控制中国军事发展是二。所以，一般地制造一些枪炮子弹，他们愿意干，可一旦关系到对外国人不利的事，他们就不干了。李鸿章为了挽回面子，一气之下把马格里撤了职。
　　清政府非常重视北洋海军，这也是李鸿章经营最久、花血本最大的一项事业。因为这支海军的兴衰不仅直接关系着淮系集团的势力，同时也是洋务派同保守派抗衡的筹码。李鸿章不遗余力地创建水师。19世纪70年代，由李鸿章主持向英国购买的军舰有“龙骧”、“虎威”、“策电”、“镇东”、“镇西”、“镇南”、“镇北”等炮艇。19世纪80年代，德国的军火和造船工业有了突出的发展，李鸿章又转向德国订购战舰，他向德国订购了“定远”、“镇远”两艘铁甲船和“济远”号巡洋舰。1888年，北洋海军正式成立，并拥有二十多艘军舰，李鸿章在旅顺口、威海卫设了两个主要海军基地。
　　李鸿章在洋务运动中的表现远不止这些，他还主张筹办了一些民用企业，如轮船招商局、开平矿务局、电报总局等。他还创立学堂，派遣留学生出国考察学习。1871年，他和曾国藩奏请清廷，挑选聪明的儿童去美国学习，被清政府批准。经过选拔，第一批幼童三十名，在上海乘轮船出洋。当这些幼童到达美国后，马上成为美国新闻中的轰动事件，美国总统还接见了他们。中国留学生给美国人留下了聪明能干、彬彬有礼的印象，并说他们是“中国的荣誉”。这些赴美的儿童中，就有后来成才的詹天佑、刘冠雄等。
　　李鸿章在洋务运动中表现积极，其办洋务的规模最大，成为洋务派最有代表性的人物。
　　然而李鸿章在外交上却像他的老师曾国藩一样，是一个十足的软弱派。而曾国藩又师承穆彰阿，于是在晚清的大臣中形成了一个软弱派的阵营，并且在朝中具有极大的势力，超过了以林则徐、左宗棠为代表的强硬派。而主政的太后和皇帝又摇摆在软硬之间，总体趋向是偏软弱。这就注定了晚清外交的悲剧性结局。李鸿章在国人心中形成了一个“大卖国贼”的形象。
　　李鸿章在外交上的软弱达到了匪夷所思的境地。1885年三月，清军与越南军民联合作战，在凉山、镇南关等地重创法军，这场战争最后以法国失败而告终。中法战争还使法国内阁倒台。但奇怪的是，最后的结果却是中国“不败而败”，法国“不胜而胜”。战争胜利后，清政府派李鸿章与法国谈判，不知什么原因，李鸿章却与法国签订了一个丧权辱国的《天津条约》。
　　条约规定：承认法国在越南的统治；法越条约“均听处理”；准许法国等国人自越边界进入中国；法商入境，商税按税额减；允许法国帮助修筑滇、桂境内铁路。也就是说，中国要在这里修铁路，也必须同法国人商办等等。法国战败，竟享受了战胜国的利益；中国战胜，却甘受战败国的损失。
　　就在李鸿章苦心经营他的北洋水师时，中日甲午战争爆发了，事情原因是这样的：
　　1894年四月，朝鲜爆发东学道农民起义，朝鲜政府请求清政府派兵帮助镇压。就在清政府迟疑不决时，日本劝诱清朝出兵，“代韩戡乱”，表示日本政府“必无他意”。清政府听信日本“保证”，于1894年六月五日，派太原总兵夏士威、直隶提督叶志超率领2000名精兵赴朝鲜援助。六日，按1885年中日《天津会议专条》规定，清政府知照日本，日本以保护使馆和侨民为由，派重兵占据了仁川至汉城一带的战略要地，不久起义平息。清政府建议中日同时撤军，日方拒绝，并继续增兵。七月二十三日，日本借口“改革朝鲜内政”，闯入朝鲜王宫，俘虏国王，扶植傀儡政权。清政府被迫派兵增援。北洋海军提督丁汝昌派“济远”、“广乙”等战舰护送兵船到牙山，支援叶志超、夏士威部队。七月二十五日拂晓，“济远”、“广乙”完成了护运船任务，从牙山起锚返航，当两舰驶至半岛海面时，与日本海军吉野、浪速、秋津洲三舰相遇，日舰不宣而战，向“济远”、“广乙”两舰突然开炮，妄图乘其不备，将“济远”、“广乙”击沉，从而燃起了战火。因为这年是甲午年，史称这次中日战争为“甲午战争”。
　　清军“济远”、“广乙”两舰丝毫没有防备，被打个措手不及，仓皇应战，损失惨重。
　　清政府对日军的挑衅，忍无可忍，在全国舆论的压力下，八月八日正式向日本宣战。同一天，日本也向清政府宣战。
　　九月十七日，北洋舰队主力与日本联合舰队在鸭绿江口外的黄海相遇，双方展开了激战。在这次海战中，北洋舰队投入战斗的有十只战舰，日本联合舰队是十二只，北洋战舰吨位小，而日本舰队是以“吉野”为首的铁甲快速战舰。
　　海战开始时，在丁汝昌的指挥下，十只战船以“人”字队形向日军联合舰队发起攻击，刘步蟾指挥“定远”舰首当其冲，冲杀在前，将日本联合舰队拦腰截断，使日军联合舰队首尾不能相应，一下子就打乱了日舰的阵形。在清军的猛烈炮火攻击下，重创日军“比叡”、“赤诚”、“西京丸”等舰，并击毙赤诚舰长日本海军少佐坂三八太郎。
　　日本联合舰队不久从惊慌中镇定下来，依仗舰坚舰多火力强，转而对北洋舰队南北夹击，使北洋舰队陷于腹背受敌的不利地位。北洋舰队的旗舰“定远”舰被日本“吉野”、“高千穗”、“秋津州”、“浪速”四舰包围，情势十分危急。“致远”舰管带邓世昌见此情景，激励“致远”全舰官兵说：“我们从军卫国，早已把个人生死置之度外，目前敌强我弱，我们只有拼死作战，决不能贪生怕死，有辱我军声威。”这时，“致远”舰也已经受伤，舰上烟火弥漫，他把令旗一挥，下令开足马力冲向前去，把旗舰掩在舰后，向日舰连发数弹，逼使日舰稍稍后退，使旗舰“定远”得以脱围。北洋舰队其他战舰见此情景，很受鼓舞，士气大振，只见黄海海面炮声震天，烟火弥漫，双方打得异常激烈，敌舰“松岛”号中弹起火，死伤百余人，“西京丸”号几乎被击沉。
　　战斗进行到下午三点钟左右，“致远”舰在激战中由于首当其冲，目标最大，所以遭受的打击也最为惨重，这时舰身已开始倾斜，眼看就要沉没大海，弹药也快打光了，邓世昌仍然镇定从容，拼死作战。

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