永曆二十年的深秋，金陵鐘山南麓，一原本屬於某犯事勳貴的廢棄別苑，在喧囂的土木工程之後，煥然一新。高牆被加固拓寬，校場被平整夯實，昔日的亭臺樓閣被改建營房、講堂、藏書樓和匠作坊。轅門之外，新立起一座巨大的石質牌坊，上書四個筋骨嶙峋、力石背的大字——“石城講武堂”。兩側門柱，鐫刻一副對聯：
礪劍石城，承武穆風，靖康恥猶在；
投筆講武，開神州新運，日月天重。
字是萬元吉親筆所題，筆鋒間金戈鐵馬之氣與書生報國之志織，令人之凜然。這裡，便是監國朱常沅力排眾議，在整軍、強工初見效，而軍素質與新式裝備、新戰嚴重節的迫局面下，一手推建立的南直隸第一所近代化軍學校。
朱常沅對此校寄予厚，甚至超越了對新式裝備的期待。 在他看來，良的武固然重要，但使用武的人，尤其是帶領士兵、運用武的軍，才是決定一支軍隊靈魂與戰力的本。舊式衛所軍，或憑世襲，或靠鑽營，或純以勇力搏殺上位，大多不學無，既不通韜略，更不懂近代火戰爭的組織、後勤、戰協同。孝陵衛新軍的教導總隊雖起到了一定訓練士和骨幹的作用，但其規模、深度、系統與培養專業軍的要求相比，仍遠遠不足。必須有一所專門的學校，打破陳規，系統地培養、儲備、訓中下級軍，將新軍的軍事思想、組織系、戰原則，從上到下真正貫徹下去。
“石城講武堂”的建立，並非一帆風順。朝中反對之聲不，核心仍是“重武輕文，有違祖制”。一些清流文臣痛心疾首，認為國子監、府學、縣學才是培養國家棟梁的正途，如今國事艱難，正應大興文教，砥礪士節，豈可反以“講武”為名，行“尚力”之實？更有甚者，私下詆譭，說這是“周諶輩樹私黨，以武人國”。
對此，朱常沅的回應簡單而強：“北虜鐵騎，不會與爾等講四書五經。戰場勝負，亦非坐而論道可決。 整軍強武，乃當前第一急務。軍不明近代戰法，徒有兵利，何異於驅羔羊虎口？石城講武堂，非為尚力，實為明恥、知兵、救國。願學者，無論出，唯才是舉。阻撓者，孤視其為沮壞軍國大計！”
最終，在周諶、萬元吉等核心重臣的支援下，講武堂得以建立。首任“總辦”（校長），由周諶親自兼任，以示重視。實際負責日常事務的“會辦”（常務副校長），則由一位在整軍中表現突出、思想開明、且對泰西軍事有一定了解的年輕將領——原孝陵衛新軍參將楊廷麟（虛構）擔任。楊廷麟年方三十許，出將門，卻非紈絝，中過武舉人，好讀書，尤喜研讀戚繼《紀效新書》等兵書，對西洋火亦頗有興趣，是周諶頗為看好的壯派軍。
講武堂的第一批學員，來源堪稱“大雜燴”，卻也現了朱常沅“不拘一格降人才”的初衷：
新軍骨幹：從孝陵衛新軍、鎮江、安慶等地鎮戍軍中，遴選出的年輕、識字、作戰經驗相對富、對新事接能力強的哨、隊正（相當於連排級士），約佔四。他們是種子，學後需回到部隊，將新思想、新戰法擴散下去。
衛所舊軍子弟：從南直隸各衛所軍子弟中，選拔部分年輕、有向學之心、家世相對清白的子弟，約佔三。這既是安衛所舊勢力的一種手段，也是試圖為這些行將就木的軍事集團注新鮮，加以改造。
民間才俊：過有限度的公開招募（主要面向生員、生中格強健、有志兵事者，以及部分有文化的良家子），選拔了約兩。這些人背景各異，有科舉不順的落魄書生，有家道中落計程車人子弟，也有略通文墨的市井豪俠。
特殊人才：包括量通曉算、地理的“雜學”之士，甚至還有兩名在軍局表現突出、被破格錄取的年輕“匠師”子弟，以及一位通曉拉丁文、對泰西軍事著作有所涉獵的傳教士（非費爾南多，而是另一位被聘請的耶穌會士，名鄧玉函，通數學、測量）。這部分人數最，但意義非凡。
講武堂的學制暫定為一年，分“速”與“深造”兩科。 “速科”面向基層軍和士，側重於基礎戰、火作、陣型佇列、簡易工事、軍令傳達等實用技能。“深造科”則面向有潛力的軍苗子和民間才俊，課程更深，增加了兵法概要、地理測繪、後勤籌算、近代戰史（主要是明軍與清軍、明軍與流寇的重要戰例分析，並開始引有限的泰西戰例介紹）、甚至簡單的泰西語言（拉丁文詞彙）和幾何、三角學在火炮擊中的應用。
課程設定，可謂“古今雜糅，中外並蓄”，充滿了實驗與實用主義彩：
“武經”與“戰例”：由宿將或通兵法的文（如萬元吉偶爾親自授課）講授《孫子》、《吳子》等傳統兵法髓，並結合薩爾滸、松錦、汝州等近年明軍慘敗的戰例，進行深刻反思和檢討，強調報、紀律、協同、後勤的重要，痛斥舊軍隊的陋習。
“火運用”：這是重中之重。不僅教授燧發槍、各種火炮的構造、原理、作、保養，更著重訓練排槍戰、步炮協同、火力與機結合。教由最優秀的火部隊軍和軍局匠師（如趙鐵錘曾被臨時請來講解燧發槍維護）擔任，訓練極其嚴苛，實彈消耗驚人。
“陣伍與典”：嚴格按照新編訂的《南直隸新軍典》進行訓練，強調絕對的紀律、整齊的佇列、準的號令。將近代歐洲的線式戰與戚繼的“鴛鴦陣”等本土經驗結合，索適合明軍特點的陣型。
“測繪與輿圖”：教授簡易的地形勘測、地圖繪製與識圖用圖。鄧玉函等傳教士帶來的比例尺、羅盤、象限儀等工，讓學員們大開眼界。
“算與後勤”：學習基本的算、糧秣計算、彈藥消耗預估、行軍里程估算等。讓軍們明白，打仗不僅是衝鋒陷陣，更是“算”的藝。
“軍律與神”：反覆灌輸新軍軍紀，強調“凍死不拆屋，死不擄掠”的岳家軍傳統，以及“保境安民、收復河山”的忠義神。每日晨昏，學員需集誦讀講武堂訓條：“忠勇、明恥、知兵、律己、協同、創新”。
然而，理想與現實的撞，在講武堂同樣激烈。
來自新軍的骨幹，有一定基礎，但對系統學習理論興趣缺缺，尤其對算、測繪等課程頭疼不已，認為“是秀才該學的東西”。來自衛所的子弟，則大多帶有舊軍的散漫習氣，對嚴格的紀律和繁重的訓練苦不迭，有些人骨子裡仍瞧不起“匠戶”出的教員和“雜學”課程。民間才俊則往往能不足，軍事技能薄弱，但讀書識字、接新知識較快，與行伍出的同窗常有隔閡。
矛盾在一次“步炮協同”演練中發。來自衛所的一名學員，擔任臨時“炮隊隊長”，因計算錯誤和輕敵冒進，導致“火炮”陣地（以木炮模擬）過早暴，被“敵方”迂迴“摧毀”。擔任評判的楊廷麟嚴厲批評了他。該學員不服，當眾頂撞：“些許紙上談兵，何足道哉？真到了戰場，靠的是勇氣和武藝！我祖父當年一刀一槍搏得功名，也沒見算什麼三角幾何！”
楊廷麟尚未說話，旁邊一位來自民間、於算的學員忍不住反駁：“若無計算，炮彈飛，勇氣何用？徒送命耳！” 那位衛所子弟本就瞧不起這些“文縐縐”的同窗，聞言大怒，幾乎起手來。此事雖被及時制止，但學員中出、觀念帶來的裂痕，卻暴無。
總辦周諶聞訊，親赴講武堂。他沒有長篇大論地說教，而是將所有學員帶到校場，讓那位不服氣的衛所子弟和那位於算的民間學員，分別指揮一隊“士兵”（由教導隊扮演），用真正的火炮（卸去炮彈）和火槍，進行了一次模擬對抗。結果毫無懸念，不懂計算、只知猛衝的“衛所隊”很快在“敵軍”預設的炮火和排槍下“損失慘重”，而“算隊”則依靠簡單的測量和計算，將“炮火”較為準確地傾瀉到對方陣型中。
演練結束，周諶站在硝煙未散的校場上，對著沉默的學員們，只說了幾句話：“匹夫之勇，可為一卒，不可為將。為將者，須知天時、地利、人和，須知算糧、算彈、算路程。 你們當中，或許有人將來能統領千軍萬馬。那時，你一個錯誤的計算，葬送的不是你一個人的武勇，而是百上千弟兄的命，是戰役的勝敗，甚至是國家的命運！石城講武堂，不是教你們逞個人氣的地方，是教你們如何用最小的代價，去贏得勝利，去保住更多兄弟命的地方！不懂，就給我學！學到懂為止！誰再敢以‘勇力’自矜，輕視‘算’、‘匠技’，就給我滾出講武堂，新軍不需要這樣的軍！”
這番話，連同那場演練的結果，深深震撼了大多數學員。此後，雖然仍有，但風氣為之一變。算、測繪課的出勤率明顯提高，學員們開始放下見，相互請教。晚間，講堂裡常能看到新軍出的學員教衛所子弟整理務、練習佇列，而民間出的學員則幫行伍同窗補習算、講解輿圖。
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