解除大船禁令后，德川幕府在第一任美国驻日公使哈里斯的指导下，进行军事、经济、外交的改革，其中最先施行的改革便是聘用外人为幕府训练海军人员。这与清朝洋务派在洋务运动初期以学习西方军事技术为首要目标是相同的。
1854年，幕府在毗邻江户湾的筑地铁炮洲（今东京都港区）设立了讲武所，向幕臣子弟讲授武艺和西洋炮术。同年8月，荷兰蒸汽明轮军舰森宾号（700吨，6门炮）被荷属东印度舰队派遣到长崎，舰长法比尤斯中校受主管幕府外交的“长崎奉行”（幕府官名）之聘，在长崎停泊3个月，在船上对幕府和各藩选拔出来的武士子弟讲授西洋海军的基础知识。教学以课堂传授为主，辅以军舰驾驶、射击训练、机器操作、出海航行等实习。1855年，森宾号以荷兰国王威廉三世的名义赠送给幕府，改名为观光丸，成为日本的第一艘蒸汽机军舰。幕府以观光丸为教练舰，在长崎设立了海军讲习所，先后聘请荷兰教官雷根、卡廷迪克等人讲授西洋海军战法、炮术，以及航海、造船、算术、机械、筑城、测量、天文、地理和历史等知识。幕府指派永井尚志为讲习所总监，并让此时已经赫赫有名的胜海舟为助理。参加讲习所的学生有三期，231人，包括本武扬（后成为幕府海军副总裁）、赤松则良（后成为明治时期造船专家）等幕臣，以及萨摩、肥前等藩选拔出来的藩士。1859年，长崎海军讲习所因财政理由解散。
长崎讲习所毕竟规模有限，1857年，幕府在江户筑地讲武所内附设军舰教授所，在越中岛进行航海训练。军舰教授所的首任所长即为刚刚在长崎毕业的胜海舟。1860年，包括福泽谕吉在内的日本代表团乘坐军舰咸临丸从浦贺港出发，访问了旧金山。舰长胜海舟出色地完成了日本人首次横渡太平洋的任务。这次出国航行令福泽谕吉等人眼界大开，以至其后来作为“文明开化”、“脱亚入欧”等论调的鼓吹者活跃于日本的政治舞台。1863年，幕府又在兵库县的小野滨开办了海军讲习所。
当年佐久间象山向幕府提出的海防八策中，有购买兰船（荷兰军舰）、制造大舰、铸造大炮、修筑炮台、制造西洋火器等内容。幕府采纳此策后，逐一实现了其中的倡议。“修筑炮台”一条，1854年，幕府投入大量人力物力，在江户湾中填海造地，建设11个海中台场（炮台），以加强对江户城的防护。但因财力有限，只完成了其中的6个台场。“制造大舰”一条，传统的日本船此时已经远远落后于西方几个世纪，所以大船即洋式海船。1853年，幕府在横须贺附近的浦贺自造了第一艘欧式双桅风帆军舰凤凰丸。“购买兰船”一条，因德川幕府锁国期间唯一允许往来贸易的国家是荷兰，所以幕府与荷兰的关系比较密切，对荷兰的事物也比较能够接受。1856年，幕府以单舰10万美元的价格向荷兰订购了咸临、朝阳两艘蒸汽明轮军舰。再加上英国女王作为游船赠送给幕府将军的炮舰蟠龙丸（370吨，4门12磅炮，螺旋桨驱动）和荷兰国王赠送的练习舰观光丸，比起此时仍全为沙船土炮组成的清朝绿营水师，幕府的海军舰队已经小有规模。
影子对手：不真切的现实（5）
有了军舰，还要有对军舰进行维修保养的船厂。1854年（安政元年）12月23日，日本东海道地区发生了著名的“安政大地震”，造成上千人死亡。地震后的海啸席卷了包括下田在内的整个伊豆半岛海岸。运送俄使布恬廷前往日本谈判开国事宜的俄国护卫舰“月神”号此时正停泊在下田港，在海啸中严重受损，后由日本的造船工匠在伊豆半岛的户田村修复。这是日本工匠第一次学习西洋造船技术的机会。1861年，幕府在长崎饱之浦修建了第一个洋式船厂——长崎制铁所，内设锻冶、炼铁、制造车间，可以对军舰进行清理、修补、更换船具等维修工作。长崎制铁所后来拨给三菱财团，成为日本造船业主力——三菱长崎船厂的发祥地。
1862年（文久二年），幕府实行了军制改革，按照西洋规则建设了步、骑、炮三军，设置陆军奉行和陆军总裁。海军方面，幕府向荷兰派出了第一批近代海外留学生，除了学习海军技术的留学人员之外，还有学习政治、经济、医学等先进技术的人员，包括后来日本著名的政治家西周和医学家林研海等等。
派出留学生的同时，幕府又向法、美、荷订购了数艘大型军舰。其中从荷兰订购的“开阳”号军舰排水量达2590吨，装有180毫米克虏伯炮18门、30磅炮8门，是当时远东最强大的战舰，在1866年归国，成为幕府海军的旗舰。除了从外国订购的军舰之外，幕府还在石川岛建造了日本的第一艘自造蒸汽军舰——“千代田形”号（138吨，30磅炮1门，6磅炮2门）。
幕府海军经过十多年的创建，至此已经有声有色，拥有了包括军舰、船厂、学校以及海军人才在内的全套海军规制。这一时期差不多也是中国洋务派“自强”、“求富”的改良运动刚刚开始的时候。第二次鸦片战争宣告大清国“拒之于水不如拒之于陆”的传统海防方针彻底破产，洋务派开始“师”英法等国军舰大炮的“长技”，阿思本舰队事件正发生在此时（1863年）。中日近代海军创立伊始，可以说是站在同一条起跑线上的。
德川幕府改革军制、创建近代海军的同时，萨摩、长州、土佐、佐贺、水户、广岛等藩也实施了类似的改革，主要是购买军舰、大炮和其他西洋兵器，以及派人去英法留学。位于九州岛西北的佐贺藩开此风气之先，从1835年起就热衷于学习西洋技术，制造枪炮，购买军舰，很快就建立起一支仅次于幕府的海军。
在民风剽悍骁勇、有悠久的航海历史和海外贸易传统的萨摩藩，在藩主岛津齐彬的操办下，更是热衷于研究西洋军事学，向英法派遣留学生，从国外购置了“春日”、“乾行”等多艘军舰。岛津齐彬以崇尚西洋技术而著称于世，早在1847年就组织学者翻译了日本最早的西洋蒸汽机技术书《水蒸船说略》。他还在鹿儿岛建设了日本最初的反射炉、炼铁炉、军工厂、蒸汽机械制造所。受此种风气的影响，萨摩藩可谓人才济济，在被称为“精忠组”的萨摩革新派中，就有后来日本维新运动的核心人物西乡吉之助（西乡隆盛）和大久保一藏（大久保利通）等人。
另一个积极改革的雄藩是长州藩（今本州岛西南山口县一带），虽然这里主张排外主义的“攘夷论”横行，洋学风气不盛，但是却出现了桂小五郎、高杉晋作、伊藤博文、山县有朋等后来在明治时期如雷贯耳的名字。面对西方各国入侵日本的危机，这些人主张先攘夷，后开国，在下关海峡炮击英法荷美四国军舰，同时把矛头指向了攘夷不力的幕府，甚至为此在京都刺杀幕臣、发动政变，以致与幕府关系极度恶化，导致了1860年长州维新志士被新撰组刺杀的池田屋事变和长州藩兵攻打皇宫的禁门之变。幕府以此为借口发动了两次征讨长州的战争。
此时的英国驻日公使帕克斯意识到德川幕府政权大势已去，开始在幕后支持长州、萨摩、土佐、佐贺等西南雄藩，反对幕府，恢复天皇统治，实行从上而下的渐进改革，从中加强英国对日本的影响。
与英国相反，法国驻日公使罗修斯则坚决支持幕府，帮助幕府实行军事和经济改革，以在日本建立统一政权。幕府的亲法派官员也乐于接受法国的支持。1865年，幕府利用法国贷款100万美元，在法国技师威尔尼指导下，模仿法国土伦港的造船所，在横须贺设立了制铁所，1867年竣工开业。这里名为制铁所，实为造船所，明治时期日本海军的国产主力军舰都是在这里建造的，并在20世纪初与横须贺炮厂合并，成为日本海军最重要的造船基地——横须贺海军工厂。
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影子对手：不真切的现实（6）
就在横须贺制铁所成立的同年，由李鸿章、曾国藩倡议兴办的江南制造局也创立于上海，两年后开始以造船为主。这个时期中国和日本的工业水平是一样的，无论横须贺制铁所还是江南制造总局，不仅没有西式土木工程技术和建筑，连盖厂房的砖头、玻璃、水泥都要从外国进口。中国和日本的近代化工业起点都是一穷二白。
除了引进法国技术建设新式工厂外，幕府还向法国贷款600万美元，从法国购买了大量兵器。陆海军人员培训也由法国教官一手包办。从1866年开始，幕府将筑地的军舰操练所改为讲习所，并派海军士官在“富士山”号军舰上接受法国教官培训。顺便说一句，同是在1866年，清廷批准了闽浙总督左宗棠的奏折，在福建马尾设立总理船政事务衙门，并开设造船厂和水师学堂，此乃中国近代海军造船和教育之发端。
如今回顾历史，可以发现，在19世纪中叶，也就是中国的洋务运动和日本的明治维新开始之时，西方强国尚未进入帝国主义阶段，荷兰国力已经下降；法国在远东立足未稳；德国尚未统一；俄国在克里米亚败于英法；英国首相迪斯雷利倾向于不对外扩张领土、摆脱海外殖民地的“小英国主义”。美国则有内战以及战后重建的问题，所以西方列强对东亚国家的侵略和瓜分尚未准备妥当。在进入第二次工业革命和帝国主义时期之前，也没有这方面的迫切需要。此时的中国就其外部环境来说并不十分险恶，也有与日本一样同肩并进、一同成为东亚强国的机会。
令人扼腕叹息的是，由于当时的中国存在着种种内在缺陷和阴差阳错（天朝观念和“法祖宗之法”的传统对吸取外来思想文化的束缚；太平天国、捻军、回教之乱对国力的削弱；绝大多数满汉官员的颟顸保守；甚至当年道光皇帝择储的失误），一拖再拖，最后于这种机会失之交臂。而日本的维新派及时地抓住时机，选择了决定性的出路——倒幕。于是日本“冲出了最危险的关口”。历史沿着另一条道路发展下去了。
中国程序：李鸿章布局（1）
在清廷决定组建两洋新式水师之后，中国近代海军的发展开始走上了比较正规的历程。但值得指出的是，最先展开近代化历程的，却是南洋水师。其原因就在于南洋水师有两个强力的支持者和领导者：沈葆桢和丁日昌。此时的南洋不仅近代舰船较多，而且率先实现了“合操”，丁日昌更是提出了著名的《海防应办事宜十六条》。《海防应办事宜十六条》内容为：1。 海防会办应阅历深厚，精通海防；2。 江南制造局、福州船政局宜选深谙外海水师之大员统领，延请熟谙水师之西员会同操练；3。 请调李成谋去闽台总统水师，先将船政轮船练成一军；4。 船政局经费必须保证；5。 船政局轮船当预储管理人才；6。 江防仅长龙、舢板不能御外侮，宜辅以浅水轮船及水雷；7。 日本废琉球，我此时海防未备周齐，只能予以谴责，俟我防务沛然，再兴问罪之师；8。 对日需俟其先发，分投牵制；9。 日本即便二三年不犯台湾，也必北图朝鲜，我须预作准备；10。 朝鲜须与泰西各国立约，以防日本并吞；11。 英、美、法、德中宜联络一国，与之独亲独厚，使缓急可为我用；12。 请速购铁甲船、水雷，并整顿营制、饷制、行政、用人；13。 筹办海防，须整顿吏治，团结民心；14。 严整军队卖缺；15。 沈葆桢宜来金陵、上海两处；16。 健康好转，再上北京。若不能愈，也随时接受朝廷查询。但由于沈葆桢于1879年即病故，而丁日昌也在1875年底就因重病被迫离职，南洋水师失去了领导人物，北洋水师却由于李鸿章位高权重得到了飞速的发展，旋即超过南洋，成为了清朝的国家海军。
恭亲王、李鸿章等强调先行建设北洋水师的主要原因是第二次鸦片战争中，联军攻击大沽炮台，并进而攻破京津的教训。而1870年天津教案发生，英、法等七国军舰云集天津、烟台一带威慑，更令清廷统治者记忆犹新。李鸿章在接任北洋大臣后，利用职权和其统辖的淮军系统，将山东、奉天各地海防权力统归于己手，使得北洋在相当程度上实现了责、权、利的统一，而这种优越条件是沈葆桢等人一直也未能得到的。
建设一支近代海军，首要的事情是要选择好海军统帅。李鸿章选择了丁汝昌。
丁汝昌原为太平军程学启的部下，后随程部投降了曾国藩。1862年，程部转归李鸿章隶属，丁随即归属淮军体系。其在镇压太平天国、进剿捻军中作战勇猛，屡立战功，因而为李鸿章所赏识。然而丁为人喑弱，对近代海军一无所知。李鸿章当年组建淮