天津教案尚未了结，日本问题又被提上议事日程。李鸿章对日政策，有一个从“联日”到“联俄拒日”的演变过程。不论“联日”抑或“联俄拒日”，都是以“以夷制夷”为主旨的，而这类“以夷制夷”，实际上是中国传统的合纵连横理论和西方的均势思想结合的产物。
日本是中国的近邻，1871 年中日立约，揭开了近代两国关系的序幕。日本自 1868 年明治维新以后，逐步地走上了资本主义发展道路。“日本资本主义在一登场的时候，就扮演了帝国主义的角色。”日本政府扬言要“开拓万里波涛，布国威于四方”，并制定了征服中国、统治亚洲，争霸世界的所谓“大陆政策”，开始把侵略触角伸进神州大地。
1870 年 7 月日本政府决定遣使来华议约，从而导致了中日双方有关立约的交涉。9 月日本政府代表、外务权大丞柳原前光一行到达天津。柳原一面会见三口通商大臣成林，陈述订约通商意愿，面呈外务卿致总理衙门的公函和日方草拟的约稿；一面设法诱使李鸿章出面斡旋。10 月 2 日，柳原拜访李鸿章，声称中日两国正在遭受西方列强的欺凌，有着相似的命运，“实有迅速同心协力的必要”。当时虽然日本根本无意联合中国抗拒西方列强，但是柳原所抛出的中日“同心协力”的诱饵，却使李鸿章“大为动心”，以致萌发了“联日”的念头。李鸿章在接见柳原的第二天，就致函总理衙门，通报柳原谈话内容，并指出“日本距苏浙仅三日程，精通中华文字，其兵甲较东岛各国差强，正可联为外援，勿使西人倚为外府”。总理衙门起初以“大信不约”之意，准许日本通商，而不准其立约；后因受到李鸿章的影响，并担心日本倘若请求英、法居间介绍，“不允则饶舌不休，允之则反为示弱”，因而再次照会柳原，允许日本于明年特派使臣来华，“会议章程，明定条约，以垂久远而固邦交”。柳原见计得售，即雀跃就道，经由上海归国。
当然，在清朝统治层中，看法并非一致。安徽巡抚英翰以日本吁请通商，恐贻后患，殷殷以杜绝为请。总理衙门觉得英翰言之有理，12 月清廷特地将英折寄发疆臣，征询意见。1871 年 1 月李鸿章先后致函总署和上疏清廷，力陈中日立约通商之必要。他把日本过去无力侵华视为“安心向化”，把日本现今企图效法列强勒索中国说成“情理所有之事”。他认为日本自从与西方列强定约通商以后，大量购买机器、军舰，仿造枪炮、铁路，派人出国学习科学技术，“其志固欲自强以御侮，究之距中国近而西国远，笼络之或为我用，拒绝之则必为我仇”，因而应在日本“纳款”之时，“推诚相待，俯允立约，以示羁縻”。将来中日两国“情谊日密，耦俱无情”，倘若中西关系一旦有变，日本就“不致为彼族勾结，且可联东方形势。”李鸿章以为只要允许日本立约通商，就既能防止日本侵犯中国本土和邻邦，又能联合日本形成东方防线，以抵御西方的侵扰。当然，这只不过是李鸿章昧于日本和国际大势而产生的幻想。李鸿章在复奏的第二天，就写信给曾国藩，向他通报总署动向，并将自己与总署“来往信稿钞呈，以备采择”。曾国藩“采择”李氏意见，上疏陈言。清廷赞赏曾、李看法，指示李鸿章事先作好与日本代表谈判的准备。李鸿章也认为日本是中国近邻，“既议通商，稍有不慎，易滋后患”，因而督饬江苏臬司应宝时、天津海关道陈钦详细研究日本与西方列强订立的条约，总结中国与西方列强交涉的教训，另拟两国修好条规、通商章程。
1871 年 7 月，日本政府代表、大藏卿伊达宗诚同清政府代表李鸿章在天津开始中日立约谈判。当时双方分歧很大，而争论的焦点则是应否援照中国同西方列强所订条约的成例，允许日本在中国内地通商和享受片面最惠国待遇问题。日方认为中国既然允许西方列强内地通商和利益均沾，那么对日本就“只可画一，不可特异开例，自破条规”。清方则表示：日本与中国相距较近，中国“不能有来无往”，中日立约断不能与“西约”尽同。清方拒不允许日本内地通商和利益均沾，“原为渐次挽回各国条约张本”，为修改同西方列强签订的不平等条约准备条件，因而用意不为不深。李鸿章先让应宝时与伊达副手柳原前光反复辩难，继而亲自会见伊达，“面加剖断”，“以绝其观望之心”。伊达“翘然自负”，盛气凌人。李鸿章本来就有虚骄之气和轻日心态，伊达的蛮横无礼，使他极为反感，他乘伊达“措语罅漏”，抓住把柄，声色俱厉地进行反驳。当时日本尽管野心勃勃，但毕竟羽毛未丰，缺乏足够的实力迫使清政府就范。经过多次谈判，双方终于在 9 月 13 日签订了中日《修好条规》和《通商章程》。这个条规和章程同前此清政府与西方列强历次签订的不平等条约相比，是较为合理的，反映了清政府同日本修好的真诚愿望和中日双方对等的地位。条规和章程没有写入最惠国条款；规定双边享有领事裁判权；互相承认协定关税；两国裔民准在对方指定的通商口岸贸易，但不得进入内地；两国商货进入对方口岸，均照对方海关税则定税。
日本政府对条约内容表示不满，并于订约的第二年派遣柳原来华要求修约，特别是要求取消两国遇事调处条款和清政府在日本口岸对本国商民的领事裁判权。李鸿章认为日本“狡黠可恶”，决意“坚守前议，不稍松劲”，始则拒绝接见，继而面加驳斥，并复照日本外务省，表示“两国初次定约，最要守信，不能旋允旋改”。日本政府鉴于李鸿章态度坚决，成约不可再改，便于 1873 年 2 月派外务卿副岛种臣来华，“想在批准交换修好条规而外，更解决台湾问题”，即窥探清方虚实，寻找借口，以便武力侵占中国领土台湾。4 月 30 日，李鸿章与副岛种臣正式交换了中日《修好条规》和《通商章程》批准书。次日，副岛专程拜访李鸿章，李鸿章对副岛也优礼相加，双方“畅谈半晌”。副岛痛言领事裁判权有害于国家主权，宣称已派岩仓“赴西洋更议”，但“能否议改，尚不可知”。李鸿章对日本的作法深表赞赏，“极力怂恿”，并希望日本一旦改约成功，务请“随时照录斩约知会”，以匣效法日本修改中国的不平等条约。
在中日议约过程中，李鸿章虽然力图设法防止日本“侵越属疆”，但对日本觊觎中国领土台湾的野心却缺乏应有的警惕。副岛派柳原前光到总署质问中朝关系和台湾高山族人误杀琉球遇难船民之事。总署毛昶熙正言声明，台湾是中国领土，琉球是中国藩属，“属土之人相杀，裁决固在于我”。“杀人者皆属生番，故且置之化外，未便穷治。”居心叵测的柳原则表示：“生番害人，贵国舍而不治，是以我邦将查办岛人。”虽然总署将上述问答情况通报给了李鸿章，但是李鸿章在接见路经天津回国的副岛等人时，却未提及此事，拆之以理，反而听信闽人游击吴世忠关于高族“赶捷强狠”，英、美“屡发兵船注剿失利”，“日本力更不逮，断无能为”等语，认为所言似属有理”。及至 1874 年日本“违约称兵”，入侵台湾，李鸿章才如梦初醒，发觉受骗上当，但为时已晚矣。1874 年 4 月日本政府设立台湾事务局，以大隈重信为长官，在长崎设立侵台军事基地，以陆军中将西乡从道为台湾事务都督，负责指挥军事，发兵 3000 余名图谋从台湾南端下手侵占台湾东部。美国从人员、船只上支持日本，企图利用日本军阀的刺刀，实现侵略台湾的野心。5 月日军在台湾琅登陆。清政府获悉后，一面向日本提出抗议，一面派沈葆桢为“钦差办理台湾等处海防兼理各国事务大臣”，令其“带领轮船兵弁，以巡阅为名”，前往台湾“预筹布署”。李鸿章认为台湾全境（包括“生番”住地）均属中国领土，明确表示反对日军人侵，主张通过交涉与备防逼使日军撤退。他向清廷提出应当采取的两项对策，即第一要求美国遵照“万国公法”撤回援口人员，严禁商船帮助日本运兵；第二要调派得力陆军数千，即用轮船载往凤山、琅附近一带择要屯扎，如果日军擅自登岸，“一面理谕情遣，一面整队以待”使敌人无隙可乘。李鸿章在得知沈葆桢出防台湾的任命后，致函祝贺，并奏调驻防徐州的淮系提督唐定奎部铭军枪队6500 人由轮船分批航海赴台，“稍壮声援”。还令津沪各机器局失烬现存炮械军火陆续解济。
日本在侵略台湾的问题上，交替使用两手策略，一面用武力进攻，一面进行外交讹诈。由于当地人民的抗击和沈葆桢的防御部署，羽毛未丰、实力有限的日本很快就发现依靠武力是难以实现其夺取台湾的野心的。7 月日本驻华公使柳原前光到达天津， 与李鸿章会谈。李鸿章“深知若辈伎俩，又恨其行径诡变，不得不嘻笑怒骂，厉声洁责”。他指斥日本“一面发兵到我境内，一面叫人来通好，口说和好之话，不做和好之事”。他还担心日本翻译郑永宁“传话不清”，特地取案上纸笔大书日：“此事如春秋所谓侵之袭之者是也，非和好换约之国所应为，及早挽回，尚可全交”。9 月，日本政府特使大久保利通路经天津，寓居美国领事馆。美国副领事对李鸿章说：看大久保的意思，“不给兵费必不退兵，且将决裂，扰乱中国各口”。柳原、大久保相继到达北京，先后同总理衙门大臣举行谈判，他们一口咬定台湾番地非中国营辖，既不认错，也不退兵，而“其注意实在占地，贴费二端”。李鸿章建议总署采取以下措施解决日本侵台问题：（一）开门通商。他认为如果把台湾开为商埠，使各国利益均沾，就可以利用各个列强互相箝制的均势，去扼制日本的侵略阴谋，（二）“以抚恤代兵费”。他认为用“犒赏”士兵、“抚恤”难民以换取日本退兵，虽然“稍：损国体，渐长寇志”，但却能够收复失地，防止战争，以节省的资金筹备海防，此实乃“忍小忿而图远略”的作法，（三）列强“公评”。他认为日本代表如果坚持己见，双方难以取得共识，“似可与商明请令各国公评，作一转笔。”他寄希望于法、美、英等国公使出面调停，“仗义执言”。总理衙门大臣文祥惟恐冲突扩大，赞成李鸿章的意见，趋于妥协，于 10 月 31 日与日本政府代表大久保利通签订《北京专约》，规定日军撤出台湾；清政府给银五十万两，承认台湾居民“曾将日本国属民等妄为加害”，日军侵台“原为保民义举”。
经过日本侵台事件，使李鸿章认识到日本“伺我虚实，诚为中国永远大患”，昔日的“联东方形势”、“以东制西”的幻想，彻底破灭了。及至70 年代未 80 年代初，中俄关系因伊犁问题而日趋紧张，日本阴谋利用这一时机，吞并琉球和攫取在华侵略特权，从而促使李鸿章产生“联俄制日”的想法，与那些主张“联日拒俄”的军政大吏相对立。
1871 年俄国乘阿古柏侵扰新疆，出兵占领新疆伊犁。1878 年左宗棠督军肃清阿古柏势力，收回伊犁成为解除西北边疆危机、保全领土的一个关键。是年 12 月底，清政府特派的全权大臣崇厚到达圣彼得堡，并于翌年 1 月开始与俄国代表进行收回伊犁的谈判。崇厚对伊犁地区形势、俄国情况均茫然无知，完全听任俄国方面的摆布。他只顾名义上收回伊犁，而下管实际上育什么重大损失。川月 2 日他与俄国代表在克里米亚半岛上的里瓦几亚签订了《交收伊犁条约》和《陆路通商章程》。崇厚订约消息传来，舆论大哗。总理衙门认为偿费尚不过多，“通商则事多轇轕，分界则弊难枚举”。王公大臣、言官疆吏，强烈不满，纷纷要求诛崇厚，毁新约。1880 年 1 月清廷将崇厚革职拿间，交刑部洽罪，随之定为斩监候。2 月清廷声明拒绝承认崇厚所议条约，并任命驻英公使曾纪泽兼任驻俄公使，准备与俄国再度举行谈判。曾纪泽（字劼刚，曾国藩长子）由通西学而入洋务，1878 年接替郭嵩焘出使英法，是一位有才干和爱国思想的外交家。清廷希望借助曾纪泽，挽回崇约给中国造成的损失。然而俄国却陈兵边境，指责中国诛吏背约，有违国际公法，有辱俄国体面，其势汹汹，中俄战火一触即发。
就在这种情况下，日本加紧了吞并琉球和侵略中国的步伐。1879 年 4 月日本正式宣布废除琉球国，把它改为冲绳县。1880 年 3 月日本向清政府提出解决琉球问题的方案，其要点是：日本愿把琉球群岛最南部的宫古列岛及八重山列岛划归中国，中国应当承认琉球的其余部分归入日本版图；清政府应同意修改 1871 年的中日条规和通商章程，取消其中关于禁止日商深人中国内地的规定，并给予日本在中国享受片面最惠国的待遇。清廷陷于顾此失彼、腹背受敌的窘境，深恐俄日联合，“日为俄用”，企图对日妥协，“联日拒俄”。清廷对待俄国的态度则日趋强硬，饬令曾纪泽争取收回伊犁全境，挽回崇厚所放弃的边界和通商等方面的权利，否则就暂不收回伊犁，不批准里瓦几亚条约，中俄关系仍维持汀约以前的状况。李鸿章担心“俄与日南北交江，益难处置”。他权衡敌情国势，主张采取中国传统的“远交近攻”的策略，“联俄拒日”。他认为当时日本弱小，俄国强大。中日两国比较，“强弱之势，曲直之理，贫富众寡之形，皆在我而下在彼”，加之日本“畏俄如虎·诡橘嗜利”，绝不能帮助中国抗拒俄国，并且终将成为中国心腹之患。而俄国则不然，中国从黑龙江到新疆，与俄国接壤约万余里，“彼有铁路以调兵，则旬月可以云集，中国行师绝塞，非经岁不能到防，彼有电报以通信，则瞬息可以传命，中国递文边界，非三数月不能往还。”因此，要巩固边防、海防，抗御俄国侵略，就必须“加募数百营劲旅”，并“训练水师，增购船炮”，只有这样才能使“战守俱有把握”，而要做到这一点，每年没有“巨饷数千万金”是无法想象的。目前与其联络弱小的日本以对抗强大的俄国，莫如联络强大的俄国共同压制弱小的日本，易操胜券。正是基千这种考虑，李鸿章倾向“联俄拒日”。他虽然承认崇厚订立的条纷“有大损于中国，群情愤怒，固无足怪”，但却断言崇厚出使，“系奉旨给与全权便宜行事之谕，不可谓无立约定议之权，若先允后翻，其曲在我。”自古交邻，用兵之道，“先论曲直”，曲在我则“侮必自招”，“师必不壮”。俄国必将乘机胁迫中国“分界修约”，并进而发动战争，用武力胁追中国作出更大的让步。因而，他建议情廷“勿为浮言所摇惑”，宽免崇厚，暂依崇约，和平了结中俄争端。
李鸿章主张“姑让于俄，以取偿于日本”。当时日本公使宍户玑频繁地出人总署，“偿结球案，牵涉改约”。季鸿章认为这是“乘俄事未定，图占便宜”。然而，总署却既优外患，又受到舆论界“联日拒俄”说的影响，遂与宍户玑达成初步协议，“仅割琉球南岛，而更改旧约，许以利益均沾及内地送货各事”。李鸿章既看到这个协议使中国“吃亏较钜”，又深知日本“断不肯助我拒俄”，于是据实陈奏，主张等到俄约定后，“决计翻改前约”。由于李鸿章等人的反对和中俄谈判逐渐露出了转机，清廷终于决定废除中日间的初步协议。1881 年初，日本驻华公使宍户矾愤愤地离华回国，企图迫使清廷改变态度。李鸿章看出宍户玑出都返国，“初意本在要挟，旋闻中俄修好，即已夺气，未敢显启衅端。”他表示倘若日本胆敢“藐视中国”，中国就不妨采用孙子伐魏救韩之策，“撤防俄之劲旅，分军三道，载以轮舶，直趋长崎、横滨、神户三口”，“制其死命，或封琉球，或重议约章，皆惟我所欲为矣。”如果日本徘徊审顾，不敢挑起衅端，中国当“蓄锐扬威，待时而动，一面整理水师，购办船械，声威既壮，敌胆自寒。”
随着时间的流逝，日本逐渐巩固了自己在琉球的统治地位，中日间关于琉球的争论，不了了之。而中俄之间，则于 1882 年 2 月由曾纪泽与俄国签订了《中俄伊犁条约》和《陆路通商章程》，挽回了崇约给中国造成的部分损失。
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