永历二十年的深秋，金陵钟山南麓，一处原本属于某犯事勋贵的废弃别苑，在喧嚣的土木工程之后，焕然一新。高墙被加固拓宽，校场被平整夯实，昔日的亭台楼阁被改建成营房、讲堂、藏书楼和匠作坊。辕门之外，新立起一座巨大的石质牌坊，上书四个筋骨嶙峋、力透石背的大字——“石城讲武堂”。两侧门柱，镌刻一副对联：
砺剑石城，承武穆遗风，靖康耻犹在；
投笔讲武，开神州新运，日月天重光。
字是万元吉亲笔所题，笔锋间金戈铁马之气与书生报国之志交织，令人望之凛然。这里，便是监国朱常沅力排众议，在整军、强工初见成效，而军官素质与新式装备、新战术严重脱节的紧迫局面下，一手推动建立的南直隶第一所近代化军官学校。
朱常沅对此校寄予厚望，甚至超越了对新式装备的期待。 在他看来，精良的武器固然重要，但使用武器的人，尤其是带领士兵、运用武器的军官，才是决定一支军队灵魂与战力的根本。旧式卫所军官，或凭世袭，或靠钻营，或纯以勇力搏杀上位，大多不学无术，既不通韬略，更不懂近代火器战争的组织、后勤、战术协同。孝陵卫新军的教导总队虽起到了一定训练士官和骨干的作用，但其规模、深度、系统性与培养专业军官的要求相比，仍远远不足。必须有一所专门的学校，打破陈规，系统地培养、储备、轮训中下级军官，将新军的军事思想、组织体系、战术原则，从上到下真正贯彻下去。
“石城讲武堂”的建立，并非一帆风顺。朝中反对之声不少，核心仍是“重武轻文，有违祖制”。一些清流文臣痛心疾首，认为国子监、府学、县学才是培养国家栋梁的正途，如今国事艰难，正应大兴文教，砥砺士节，岂可反以“讲武”为名，行“尚力”之实？更有甚者，私下诋毁，说这是“周谌辈欲树私党，以武人乱国”。
对此，朱常沅的回应简单而强硬：“北虏铁骑，不会与尔等讲四书五经。战场胜负，亦非坐而论道可决。 整军强武，乃当前第一急务。军官不明近代战法，徒有精兵利器，何异于驱羔羊入虎口？石城讲武堂，非为尚力，实为明耻、知兵、救国。愿入学者，无论出身，唯才是举。阻挠者，孤视其为沮坏军国大计！”
最终，在周谌、万元吉等核心重臣的支持下，讲武堂得以建立。首任“总办”（校长），由周谌亲自兼任，以示重视。实际负责日常事务的“会办”（常务副校长），则由一位在整军中表现突出、思想开明、且对泰西军事有一定了解的年轻将领——原孝陵卫新军参将杨廷麟（虚构）担任。杨廷麟年方三十许，出身将门，却非纨绔，中过武举人，好读书，尤喜研读戚继光《纪效新书》等兵书，对西洋火器亦颇有兴趣，是周谌颇为看好的少壮派军官。
讲武堂的第一批学员，来源堪称“大杂烩”，却也体现了朱常沅“不拘一格降人才”的初衷：
新军骨干：从孝陵卫新军、镇江、安庆等地镇戍军中，遴选出的年轻、识字、作战经验相对丰富、对新事物接受能力强的哨官、队正（相当于连排级士官），约占四成。他们是种子，学成后需回到部队，将新思想、新战法扩散下去。
卫所旧军官子弟：从南直隶各卫所军官子弟中，选拔部分年轻、有向学之心、家世相对清白的子弟，约占三成。这既是安抚卫所旧势力的一种手段，也是试图为这些行将就木的军事集团注入新鲜血液，加以改造。
民间才俊：通过有限度的公开招募（主要面向生员、童生中体格强健、有志兵事者，以及部分有文化的良家子），选拔了约两成。这些人背景各异，有科举不顺的落魄书生，有家道中落的士人子弟，也有略通文墨的市井豪侠。
特殊人才：包括少量通晓算术、地理的“杂学”之士，甚至还有两名在军器局表现突出、被破格录取的年轻“匠师”子弟，以及一位通晓拉丁文、对泰西军事着作有所涉猎的传教士（非费尔南多，而是另一位被聘请的耶稣会士，名邓玉函，精通数学、测量）。这部分人数最少，但意义非凡。
讲武堂的学制暂定为一年，分“速成”与“深造”两科。 “速成科”面向基层军官和士官，侧重于基础战术、火器操作、阵型队列、简易工事、军令传达等实用技能。“深造科”则面向有潜力的军官苗子和民间才俊，课程更深，增加了兵法概要、地理测绘、后勤筹算、近代战史（主要是明军与清军、明军与流寇的重要战例分析，并开始引入有限的泰西战例介绍）、甚至简单的泰西语言（拉丁文词汇）和几何、三角学在火炮射击中的应用。
课程设置，可谓“古今杂糅，中外并蓄”，充满了实验性与实用主义色彩：
“武经”与“战例”：由宿将或精通兵法的文官（如万元吉偶尔亲自授课）讲授《孙子》、《吴子》等传统兵法精髓，并结合萨尔浒、松锦、汝州等近年明军惨败的战例，进行深刻反思和检讨，强调情报、纪律、协同、后勤的重要性，痛斥旧军队的陋习。
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