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从任何人都不曾想到的遥遥北方——苍茫、荒凉、人迹罕至的虾夷地（今北海道），传来了一批欧洲人叩打日本国门的声音。沙俄从彼得大帝时代起就快速向西伯利亚扩张，虽一度在与康熙大帝统治的大清的交手中吃了败仗，但《尼布楚条约》签订（1689年）后沙俄转头继续挺进极北，甚至还跨过白令海峡进入了北美阿拉斯加。俄国人设想的贸易线路是派遣船只收购动物皮毛等北方特产，然后南下经过日本、朝鲜至中国贩卖。1792年，沙俄女皇叶卡捷琳娜二世派遣使节坐军舰来到虾夷地根室，递交国书和礼物，要求与日本通商。幕府只给使团提供了补给，一口回绝其通商要求。俄国船只此后便开始对千岛群岛、虾夷地进行地理测量，甚至发生了郭洛宁舰长（Glownin）在测量时被幕府逮捕的事件，好歹最终和平解决。
随后，日本南方海面也出现了新一批“南蛮”人，但不再是过去的葡萄牙、西班牙人，而是英国人和美国人。1813年，拿破仑在欧洲大陆上所向披靡，控制了荷兰。与法国交战的英国船只便来到了长崎港，要求接手出岛的荷兰商馆，但遭幕府拒绝。此后英国船队越发活跃，追逐着有利可图的鲸鱼群出没。有鉴于此，幕府认为除了进一步加强锁国体制以外别无他法，于是在1825年发布了《异国船只驱逐令》，规定不论任何情况，只要是异国船只靠近海岸线，便要设法加以驱逐，与其进行任何沟通交流或提供补给都是违令的。1837年，驻广州的美国商船摩利逊号以送还日本漂流民为名进入江户湾（摩利逊号为了表示友好没有装备任何武器），但遭到海岸炮台警告射击，只好离去。如果不是从一海相隔的大清传来了令人震惊的消息，幕府如此做法显然会无头无脑地一直持续下去。
水野忠邦画像
1840年，鸦片战争爆发，战败的清朝政府于1842年签订了丧权辱国的《南京条约》。安坐紫禁城中的道光皇帝并不为此事过多担心，他不过是施舍了一个南洋小岛给洋人，付了一笔不大不小的费用，就解决了一桩麻烦事。鸦片战争后，大清朝内虽有零星几人开始“开眼看世界”，但主流仍是浑浑噩噩，而这一声惊天巨雷却在日本立刻产生了效果。这场战争期间，幕府老中水野中邦便在给友人的信中称“深有唇亡齿寒之感”。在《南京条约》签署的同一年，幕府立马废除了《异国船只驱逐令》，允许向异国船只提供燃料和饮用水，如对方有不轨迹象才能炮击。危机感尽管已经产生，但幕府不可能立刻想明白眼前世界大势如何，也没有能力和意愿去主动推进军备改革及更深刻的社会变革。
摆在幕府眼前的已经是一个穷于应对的烂摊子了。1830年（天保元年），天灾人祸接连不断，米价疯狂上涨，幕府及各藩都负债累累。1836年，甲斐农民发起暴动，几乎将甲府城给打了下来。紧接着德川家祖居所在三河国也发生了百姓暴动，幕府处死了上万人才将暴动血腥镇压下去。1837年2月，日本的经济中心大阪也发生了大事，一位名叫大盐平八郎的町奉行所前任与力（治安小吏），同时也是王阳明学说的钻研者，发表檄文并率领仇恨囤积居奇、抬高米价之富商的民众大闹大阪城，虽然仅半天时间就被镇压下去，但类似暴动已然扩散开来。幕府的执政集团中，首先是水户藩开始采取实际行动。藩主德川齐昭十分警惕甲斐农民暴动和大盐平八郎之乱在本藩上演，下令“选拔枪炮队长以下普通武士以上的嫡子编成近卫队”，并发给甲胄、洋枪等物。该“近卫队”装备的“洋枪”即火绳铳，是藩内自造的，其技术仍然停留于两百多年前。
在西方人看来，清兵所持“鸟铳”和日兵所持“铁炮”，都是遥远的火绳铳时代遗物。在东亚各国完成锁国体制的17世纪末，欧洲人将他们手中的火绳枪改换成了燧发枪，并配备了插座式刺刀。燧发枪不再用不可靠的燃烧引信点燃火药，而是由燧石打击钢镰点火，这才使得火枪这种热兵器首次真正变得可靠，也更加安全。其射击火力和前排士兵整齐的刺刀阵，使得步兵部队可以毫不畏惧地面对骑兵的快速冲锋。由此带来的进一步变革是线性战术的出现。1715年之后，线性战术基本确立为每个步兵排都排列成三行，依次跪立、射击，循环往复（由此可见数百年前织田信长已经采用“三段击”的传说不可置信）。普鲁士腓特烈大帝将线性战术发展成为令人惊叹的战争艺术，但带来近代战争革命的人则是第一法兰西帝国皇帝拿破仑。进入19世纪的西方军队早已褪去贵族军队的鲜亮外壳，成为了庞大无比、训练有素的国民军团，不仅手持更为先进的线膛来复枪，连专业的参谋军官团也开始出现。西方在军舰、火炮方面的领先，比起在这些领域自废武功的日本来说，更是遥遥在前了。
欧洲拿破仑时代恢弘的战役场景。
对以上这一切，幕府基本是两眼一抹黑，一无所知。此时的德川齐昭搞一支近卫队已经力有不逮，另外他又不停上书要求幕府撤销《建造大船禁令》，到后来就干脆指责幕府极力隐瞒鸦片战争相关情报，以致社会上流言四起。结果在1844年，幕府找了一些由头，强迫齐昭下野隐居去了。此前的1841年5月，幕府已经邀请了一个佐贺藩长崎奉行所的“地方小吏”，名叫高岛秋帆的人前来演示使用洋枪、洋炮的西式军法。演示结果，是幕府承认“蛮夷各国战斗组织与日本、中华之制不同”，即变相承认西式军队更强的意思。因此幕府于1842年6月准许各藩自由学习利用西式武器和兵法。但仅仅数月之后，幕府就罗织了高岛进行走私贸易的罪名，将其逮捕下狱。倒霉的高岛直至佩里黑船来航后才获释。幕府对于世界局势变动的反应，至此告一段落。但日本独特的幕藩体制下，地方藩国所享有的一定程度自主权，终于使一部分有识之士开始眺望无垠天际，尝试击破缠绕日本躯体上的一条条锁链。