《筹海初集》汇集了关天培在道光十四年（1834年）九月至十六年十一月期间所上奏折以及各种公牍。全书4卷，约13万字，附图28幅。书前有自序：“培莅任以来，如临如履，凡思虑所能及，力量所能到，事之所能力肩者，莫不次第举行，期于有备。唯近性健忘，是以将一切稿体录而存之，愈积愈多，久而成帙，爰即饬承，摘分四卷，名之曰《筹海初集》。”此书是关天培在积极备战之余，将建设虎门要塞，改善武器装备，提高水师官兵素质的经验和有关资料，汇集编纂而成。全书反映了关天培的军事技术思想及其实践的成果，对海口防御布局及炮台建设、火药、铸炮、武器装备管理、练兵等都有论述，是供大清各地海防要塞参考的实用工具书。可以说这是一本集中代表了当时中国海防理论和实践经验的海防专著。

    其主要内容有如下五方面：

    1.虎门防御布局及炮台建设

    虎门的布防格局和炮台的坚固程度是有效抗击外来侵略的关键。书中首先记载了关天培收集的当地水文资料，及其对已有的各炮台逐一进行勘查后掌握的第一手炮台资料。其次，论述了关天培“虎门各炮台尤当力加整顿”，“以壮观瞻而严备御”的思想，及其根据虎门地区水文地理防务现状，提出著名的“三重门户”防御体系的规划及具体的改造方案。第三，记载了对已有的三个炮台的改建经过和新建的三个炮台的详细情况。

    2.火药务必精工炼制

    由于虎门炮台装备的火炮及其他火器数量众多，对火药的需求量大，关天培在书中提出了火药要“精工炼制”的思想。只有精工炼制的火药，才能使射出的炮弹“致远于汪洋，攻坚于口岸”。然而当时广东水师所使用的火药，常因制作的不规范而使射出的炮弹不能“致远摧坚”，影响了清军的作战训练。为了解决这一多年困扰广东水师的问题，关天培亲临火药制造作坊，研究了火药配方、火药配制工艺、火药的密封与贮存技术，在《筹海初集》一书中提出了以下四条改进措施。

    其一，对制造火药用的硝、硫、炭等原料必须进行精选、精炼。

    其二，配制火药要在秋高气爽的季节进行，绝不能在夏季多雨水的季节制作，以保持所制火药的干燥洁净，处于良好的备用状态。

    其三，炮用火药按每百斤配硝80斤、硫10斤、炭粉10斤的比例配制。造成晒干后即贮于瓷缸之内，密封严固，不使透气，不让其吸湿转潮，影响发射。

    其四，大批量制造火药应采取分散制造，约期共同使用的措施。这样既满足了使用的需要，又保证了火药的质量。

    3.铸炮断不可稍有将就

    关天培认为，海口设防以火炮为第一重要，铸造“断不可稍有将就”。在书中他提出铸造火炮必须实工实料，锻炼纯熟，断不可稍有将就，只有这样，才能铸造出轰击得力的火炮。他在书中记载了他主持铸炮验收时，严格按照规定执行，保证了火炮的质量的事例，以供各方借鉴。同时也介绍在火炮制作、原料采集、工艺设计、试放验收等项工作的要点及各自的重要性。

    4.武器装备及管理

    严谨、细致、缜密是关天培建设海防的风格。在书中特别能体现关天培这种思想的是他有关军事装备的论述，其中主要有：各炮台火炮要增备火药、封门铁弹、群子，以备使用；虎门炮台的所有234门火炮，都要制作炮盖，遮盖炮身，以免日晒雨淋，锈烂炮身；每年抽调提标中左右及香山、大鹏等5营各2艘，共10艘米艇船，进行春秋两次大操，为船上装备的120门船炮，要准备21600斤火药、13412个装火药的红布袋；每年每门火炮需要更换随炮附件；每年需要更换一次标志桩，以便测量潮水水位，供炮台火炮作瞄准轰击之用；水师战船备用的火器及其附件，要按季制造，更换周期不得超过3个月，以免转潮；每年都要为各炮台更换或添置号灯与号旗，供瞭望、巡防之用；各炮台每年共要补充火绳500丈，火绳应以榕树根浸泡火药液后制成；每年春天要在虎门海口贮积40吨山柴与茅草，以备火攻之用。上述种种措施的记载，充分体现了关天培“整饬海防必须处处周密”的思想。

    5.兵技务求精益求精

    关天培在书中提出，要加强虎门要塞的守备，达到振扬威武、慑服夷心的目的，除了添建炮台、增铸火炮、建造师船、齐备军器外，还必须要加强水师的作战训练。统兵官员要督率官兵严格操练。书中记述了关天培为了督促官兵的训练而制定的具体的赏罚章程：对技术熟练、成绩优良者，即行升赏；对技术生疏、成绩不佳者，即行降罚；官员督率不力者，即行革职。

    总之《筹海初集》这本书全面反映了关天培在担任广东水师提督的五年中，在整饬广东海防、建筑炮台、铸造火炮、制造兵器军械、训练官兵诸方面取得的经验和成果，是关天培军事技术思想的结晶，是了解与研究关天培和道光年间中国军事技术思想不可多得的珍贵的第一手文献资料。

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