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左宗棠将要西去陕西、甘肃，但是，闽浙总督治下的台湾府，存在“我弃之而人取之”的危机，特别是日本人蠢蠢欲动，图谋侵占，不能不备；而马尾船政，规模粗定，如若中止，则前功尽弃。这两件事都必须有得力的能臣主持操办。左宗棠考虑再三，推荐沈葆桢出任福建船政大臣。
早在同治元年（1862），左宗棠率领军队在江西镇压太平天国时，沈葆桢在江西巡抚任上，积极予以支持，给左宗棠以深刻印象。同治四年（1865），沈葆桢因为母亲逝世“丁忧”在福州老家，又积极支持左宗棠创办马尾船厂。八月十七日（1865年10月6日），清廷谕令左宗棠改任陕西、甘肃总督，沈葆桢当即领衔具名联合福州士绅上书挽留左宗棠，强调船政不能离开左宗棠，请求暂缓西征。
两天后，突然爆发了一件大事。八月十九日（1865年10月8日），一直反对兴办造船厂的官绅，以为左宗棠将被调离，有机可乘，唆使马尾中岐、罗星塔等十三乡的部分乡民，包围船厂预购的工地，反对圈地建厂。群情汹汹，不可收拾。沈葆桢闻讯赶往马尾，以福州人的身份，劝谕民众说：“左大人兴办船厂，造福乡梓，于国有利。而且，在中岐办船厂，不是白占田土，是出资购买，白洋换田土，两不吃亏。”可是，被煽动的乡民不知就里，抛掷石头，肆意围攻，沈葆桢的脚踝被石头击中受伤。
第二天一早，沈葆桢和数百兵丁威临中岐，唯反对办船厂的乡绅是问，迫使他们交出带头闹事的十八人，平息了反对圈地事件。随后，在所购土地周边，立下“船政官界”的界碑。
马尾造船厂二百亩征地顺利界定。
左宗棠大加赞赏，认定沈葆桢正是兴办船政可以信托的人。
左宗棠知道沈葆桢是个孝子，他的母亲逝世了，按照陈例和习俗，要辞官在家伴守母亲的墓庐三年，他已经开始这样做了。此时让他夺情出山，主持船政，不近情理，很难取得沈葆桢的应允。但是，主持船政不是随便什么人可以委任的，此事非沈葆桢莫属。左宗棠亲自到文藻山沈家敦请沈葆桢出山。可是，不论怎样左劝右说，苦口婆心，沈葆桢横竖不答应。左宗棠前脚刚走，他就具函婉言谢绝：“以丁忧人员，不应与闻政事，具呈固辞。”信里也透露了沈葆桢的顾虑：当今许多人视船政为畏途，“咸有戒心”，“相顾瞠目，惧不克终事”。
左宗棠能够理解沈葆桢的顾虑，也从中看到沈葆桢任事细心，越发一心恳请沈葆桢出山。左宗棠再次竭诚造访沈葆桢家，无奈沈葆桢仍然不肯答应。
左宗棠第三次造访沈葆桢家。尽管他年纪大沈葆桢八岁，而且贵为总督，仍然屈尊就驾，再三到沈葆桢家请他出山。左宗棠以湖南人那种既“霸蛮”又“灵泛”的秉性，针对沈葆桢的顾虑和托词，反复劝说道：“福建船政，非君莫属。就是你了！总理船政究与服官不同，在籍监造不为夺情，不但不违背孝心，久司船政正可就近侍候令尊，于忠于孝两全无害。”左宗棠进而说道：“你看到办船政的困难，我也深有所知，但是，事有必为，事有可为，总有办法。我当尽力安排妥帖，你不必顾虑！”
沈葆桢无言，但仍然不肯松口答应。
左宗棠有备而来，岂肯罢手而归。他坐下来，转过话题，深情地说：“这几年我在福建，无时无刻不想念令岳林则徐大人，见到你，我尤其想起林公在湘江舟中与我竟夕深谈，他目光如炬，声亮音洪，从黄昏到黎明，毫无倦意。我谨领教诲，铭刻在心。多年来，对于林公的嘱托，左某岂敢须臾有忘？我是时时刻刻想做而没有做起来，今日要远赴西北，这件事仍然没有着落，我能撒手吗？你能够看着这件事功亏一篑吗？”
左宗棠情真意切，将十六年前湘江上的一切，从家国大事，到细枝末节，娓娓道来。沈葆桢仔细听着，感受到左宗棠对林则徐的敬仰，深为感激。左宗棠最后说：“我清楚地记得，林公所忧者二，一是东南沿海时刻面临的危殆，二是西北边陲的危机。说起来惭愧，在我将要离开福建的时候，这两件事，都还没有办好。台湾，是我最忧心的，西洋列强虎视眈眈，东邻日本久怀觊觎，一旦有事，日本人必定与我兵戎相见，不能不未雨绸缪。凡事预则立，我一直认为，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。这并非是我个人愚见，我也是秉承林公的主张，遵循他的教诲行事，丝毫不敢有违啊！当今，朝廷已经恩准开办船厂，机不可失，时不再来。如何不负朝廷，无愧于先辈前贤，我日夜不安啊！痛怛之深，此何可言？何去何从？君其三思！”
沈葆桢陷于深深的思考中，待他回过神来的时候，竟不知道左宗棠什么时候已经告辞，飘然离去了。
林则徐既是沈葆桢的岳父，又是沈葆桢的舅父。沈葆桢的母亲林蕙芳是林则徐的六妹。她与家境贫寒的沈廷枫结缡，生育的第一个孩子幼年夭折。清嘉庆二十五年（1820）生育了第二个孩子沈葆桢。父母疼爱不说，外公、外婆更视如宝贝，舅父也珍爱有加。真如俗话说：“姥姥疼，舅舅爱”。道光四年（1824）、道光七年（1827），沈葆桢的外婆、外公先后去世，舅舅林则徐两次守制回福州老家居丧，沈葆桢更是常去看望。他一进舅父家，进入楼上的书屋，便如入宝山，流连忘返，直到表妹林普晴上楼来催他吃饭。
以后，林则徐担任江宁（今江苏南京）布政使。道光十一年（1831），沈廷枫去京城赶考，带着十二岁的沈葆桢来到林则徐任所，他便留在舅父身边学习。林则徐教沈葆桢抄写奏折、书信，要求极其严格，稍有瑕疵，必须一再重抄，通宵达旦，直到完美无疵为止。经此锻炼，沈葆桢得益匪浅。后人评价沈葆桢：“书法出自颜平原（颜真卿），殆欲与何道州（何绍基，清书法家，湖南道州人）分席。骨气雄劲，别具一格。间作小品山水，笔意苍劲，法度谨严，一如其人。”称赞他的书法源于书法大家颜真卿，可以与当时书法名家何道州比肩，可见评价之高。
林则徐很喜欢聪颖好学、锐意精进的沈葆桢。道光十二年（1832），便将十二岁的次女林普晴许配给十三岁的外甥沈葆桢。沈葆桢与林普晴青梅竹马，两小无猜，情投意合。道光十九年（1839），沈葆桢满二十岁，秋闱乡试高中第三名，成为少年举人，两家才为他和林普晴完婚。
道光十八年（1838）十月，林则徐任钦差大臣、广东总督，驰赴广东查禁鸦片。随后，被贬，遣戍新疆。沈葆桢在道光二十年（1840）、道光二十一年（1841）、道光二十四年（1844）连续三次参加京师会考，三次名落孙山。直到道光二十五年（1845），林则徐被从新疆召回，代理陕甘总督，道光二十六年（1846）出任陕西巡抚，道光二十七年（1847）升迁云贵总督。这一年，沈葆桢第四次进京会考，才高中了三甲进士。
笔者所以如此不厌其烦，按年记述沈葆桢应试的坎坷经历，因为以后严复也曾经苦苦追求科举功名和出身，也是屡试屡败。严复死不甘心，时人也替他惋惜和不平。历史不会重复，但有惊人的相似和巧合。人们从中不难看出沈葆桢和严复的经历，似有同样的奥秘。为什么沈葆桢的岳父倒霉的时候，他屡试屡败，而林则徐时来运转，沈葆桢就能够高中三甲？“朝中有人好做官”“一荣俱荣，一损俱损”，千年封建的潜规则有迹可寻，奥妙无穷。今人或还能从中管窥那已经逝去的封建遗传，至今阴魂犹未完全散去。
左宗棠已经离去，而他的那些话，却令沈葆桢盘亘在心，挥之不去。沈葆桢深深体会到左宗棠那颗感时忧国的热心，这不是书生空自咨嗟，坐而论道，而是明确意识到肩上的责任，深思熟虑的谋划。左宗棠，林则徐，一生为国，至死不渝，声气相通，血脉与共啊！
在沈葆桢感叹之际，左宗棠丝毫也没有放松。他懂得抓而不紧，等于不抓，他一抓到底，务求必成。同治五年（1866）九月十三日（10月21日），左宗棠上奏《请简派重臣接管轮船局务折》，再次郑重推荐沈葆桢：
臣曾三次造庐商请，沈葆桢始终逊谢不遑。可否仰恳皇上天恩，俯念事关至要，局在垂成，温谕沈葆桢勉以大义，特命总理船政，由部颁发关防，凡事涉船政，由其专奏请旨，以防牵制。
为解除对船政的干扰，左宗棠要为沈葆桢请得“专旨请奏”的权力，以便他能够放开手脚，减少掣肘，施展才能。不仅如此，左宗棠还为自己立下了终身追责的“军令状”：
倘思虑未周，致多疏漏，将来察出，仍请旨将臣交部议处，以为始事不慎者戒。
清廷原打算要接任闽浙总督的吴棠兼管船政，接到左宗棠奏折后，最终接受了左宗棠的建议，于同治五年（1866）十月十三日（11月19日）下达谕令嘉许左宗棠，并授予沈葆桢以全权：
（左宗棠）以轮船事在必行，不以去闽在迩，遽行搁置，实属沉毅有为，能见其大……（沈葆桢）办事素来认真，所有船政事务，即着该前抚总司其事，并准其专折奏事，先刻木质关防印用，以昭信守。
同治六年六月十六日（1867年7月17日），沈葆桢母丧假期已满，除去孝服，正式接任船政钦差大臣。三天后，六月十九日（7月20日），沈葆桢身着朝服，登上大堂，召集船政官员、教习和学生，郑重地开宗明义训谕说：“我们办船厂，办学堂，目的何在？‘创始之意，不重在造，而重在学。’就是要向洋人讨教，把洋人造船的本领、驾驶军舰的本领学到手。我们福建先贤林公则徐早就昭示我们要‘尽得西人之长技，为中国之长技’。俗话说：‘到手为财’。不抓到自己手里的东西不能够算是自己的，所以，诸君要老老实实跟从洋教习学习。孔子曰：‘知之为知之，不知为不知，是知也。’中国过去没有，我们不会，就要承认我们不会，承认我们没有。但是，今天不会，经过学习，我们能够学会；今天没有，经过努力，我们明天会有！要以‘能者为师’，迎头赶上。”
人群中引起反响，沈葆桢略微停顿，待人们领会其中意味，接着进一步说：“不仅要把制造兵船、驾驶军舰的技艺学到手，而且要学会制造兵船、驾驶军舰的原理、规矩。‘不识规矩，不成方圆。’只有懂得其中的道理、奥秘，才能够举一反三。所以我们开设前学堂，学习造船；开设后学堂，学习驾驶。设置中国过去没有，而为西洋普遍施教的英文、法文课程。前学堂学习造船需要的算术、基础数学、物理、解析几何、微积分、机械学；后学堂学习驾驶需要的算术、代数、三角、航海天文、航海、地理。将来，我们还要开办绘事院，学习制图。还要开设艺圃，训练造船的技工。诸君要用心体会，虚心跟随洋教习刻苦学习。”
严复、刘步蟾等有了一种“升堂入室”的感觉，开始了解这所学堂的根本，“不重在造而重在学”，明白自己肩上的责任。
沈葆桢要进一步推动人们的认识继续向前，接着说：“学会造船、驾驶的技艺，也学会了造船和驾驶的道理，是不是就算是完成了学业呢？还没有。诸君务须明了，我们所以花大力气学习洋文、数学，最终是要西法能够‘衍于中国’，致使中国臻于富强。这才是船政的根本目的。”
人群中再次发出顿悟的喟叹。
严复佩服沈葆桢大人用层层剥笋的方法，一步步引人入胜，剖析明白、透彻，直到让人对船政学堂的办学目的、方法了然于胸。这令他想起王安石《游褒禅山记》结尾时所发感慨：“世之奇伟瑰怪非常之观，常在于险远，而人之所罕至”，只有那些有志，而且不懈、不惰、不半途而废的人，才能够到达险远之处，尽情领略其中奥妙。他心中感叹：听沈葆桢大人一席话，如入宝山，也如醍醐灌顶，了释于心啊。
只听沈葆桢总结说：“‘船政根本，在于学堂。希望数十年后，人才蒸蒸日上，无求于西人矣。’期望几年、十几年后，中国人能够制造出兵船、军舰，中国人能够自己驾驭军舰航行于巨浸汪洋之上，洋人所以恃傲于我们的，我们中国人亦有，从此不再受制于人！自从道光二十年以来，西洋挟铁甲舰和洋枪、洋炮，破室而入，迫我于兵临城下，欺凌、傲慢，无所不用其极。‘来而不往非礼也’，林公则徐和前贤魏源提出‘调夷之仇国以攻夷，师夷之长技以制夷’。说到底，就是‘以其人之道，还治其人之身’，岂有他哉！”
沈葆桢转向在座的船政学堂监督、法国人日意格、副监督法国人德克碑和所有洋教习说：“诸位先生是中国的客人，是请来教导我们学生的老师。我们都是朋友，朋友待人以诚。我们按照西洋的办法，签订了合约，规定了彼此的责任和义务。我很高兴地得知，法国政府已经明白表示，嘉许和允准德克碑先生‘来中国开厂造船，教导监造、驾驶事务，须教中国员匠技艺精娴，力图报效’的意愿。法国政府驻上海领事白罗尼先生画押具保：‘保证在蒸汽机车间投产后的五年内，由我方（法方）雇用的工程师和工作人员教会中国职员和工人按照图纸建造船只，并用该厂设备生产车床，并由我方开办一所使用法语授课的学校，教授英语和航海学。我方以信誉保证实行上述任务。’当然，中国也承诺给予诸位以可观的报酬。举例说，日意格、德克碑两位先生，每人月薪各一千两。比本大臣月薪六百两还高四百两。其他外国教习、员工平均月薪每人约三百两。约相当于中国员工月薪的五倍到十倍！马尾船政每月经费预算为五万两银子，每月支付诸位洋教习的薪金约七千三百多两银子，约占总预算的七分之一。”
人群中发出“哦哟”一声惊叹。
沈葆桢强调说：“我们期待外国朋友履行合约，我们还将论功行赏。诸君中只要有贡献的，我都将报请中国政府给予奖掖。不过，我也把丑话说在前面，凡不履行或违背合约的，要按照合约的规定，追究责任和赔偿。”
沈葆桢继而转向学生，笑着说：“开学近半年，诸君努力学习，有许多前所未有的进步，十分可喜！办学之初，左宗棠大人即明文规定《艺局章程八条》，现在依据‘八条’补充拟定出《学堂章程十条》。按照规定，学生诸君，‘伙食及医药费用，包括书籍、纸张等读书用具，概由局发给。另，每月给银四两以赡养其家属’。这就解除了诸君后顾之忧，利于专心攻读学业。按照规定，‘子弟到局，即住宿局中，不能随便离局’；规定‘每天晨起后至夜眠前，上课听教习训课，不准在外惰游’。按照规定，严格奖勤罚懒，对所有生员，实行‘考其勤惰，分别升降’，入学后三个月考试一次，凡考得‘一等奖者，赏洋银十元，二等者，无赏无罚，三等者记惰一次’，‘两次连考三等者戒责，三次连考三等者斥出’。‘其三连考一等者，于照章奖掖外，另赏衣料，以示鼓舞。’今天，我们要给连考获得一等的严宗光（严复）、刘步蟾、魏瀚、林泰曾、萨镇冰、叶祖珪等各赏银十两、衣料一件！大家欢迎他们上来领奖。”
至此，严复、刘步蟾和少年们对马尾船政学堂完全认同，有了一种依附感，归属感。