齊彬上臺之后，更是將學習西洋技術的事業推進到全面化、系統化階段，其主要成果便是創建“集成館事業”。他以現在鹿兒島市郊外地區為中心，建成一片日本最早的（實際上也是亞洲范圍內非殖民地國家最早建成的）西洋式工廠群，從事熔鐵反射爐、西洋式船只、武器（水雷、地雷）、食品、煤氣燈等等的試驗與制造。其中影響最為深遠的開創性事業，實為建造煉鐵反射爐——只要想一下此時清廷仍然在鄙視“奇技淫巧”，而德川幕府亦在做鴕鳥，薩摩藩竟然在想要洋船洋炮的基礎上，嘗試煉鐵來奠定自己的工業基礎，實在是高瞻遠矚！1855年8月，集成館根據蘭學家箕作阮甫翻譯的荷蘭造船書《水蒸船說略》，經過許多次試制失敗，耗費四年時間終于建成日本有記載的第一條蒸汽船——云行丸，10月便進行了試航。該船留下的資料很少，我們只知道這是一條長14.5米、寬大約2.7米的小型外明輪蒸汽船，其鍋爐漏汽情況很嚴重（因為沒有工業機械，完全靠手工敲打制造），原本設計蒸汽機功率為12馬力，但實際只有2～3馬力，事實上無法使用。1874年該船解體之后，其蒸汽機被移至江田島留作紀念，但很遺憾的是明治末年它被當成廢品賣給了五金店。

近代化工業是建立在近代科學知識基礎上的，而此時的日本人只通過蘭學知曉一些皮毛而已。薩摩藩建造煉鐵反射爐是參考從長崎得到的荷蘭語資料，組織傳統工匠按其圖紙施工，而這些工匠自然不知道近代建筑的強度問題如何解決。結果薩摩藩建造的第一座反射爐基礎不牢，逐漸傾斜，最后解體。其后數年間其他藩國紛紛效仿，也建造反射爐，但結果大同小異，有些沒開始煉鐵就傾覆了，有些即便開始運作也完全不合格（如佐賀藩的反射爐在三年多時間里進行十六次試運行，全部失敗了）。日本的近代化事業，就這樣在初期的艱難挫敗中，搖搖晃晃地邁出步來。此時在大洋對岸，歐美殖民者已在磨刀霍霍。

跨洋黑船

1837年，美國商船摩利遜號以非常友好的姿態前往日本要求通商，卻吃了個閉門羹。隨后鴉片戰爭爆發，清政府戰敗后與英國簽署《南京條約》，更使美國感覺失去了遠東先機。1844年7月，美國特使顧盛在澳門訛詐兩廣總督耆英，簽署了《中美五口通商章程》即《望廈條約》，終于打開了中國的門戶。隨后在1845年3月，美國捕鯨船曼哈頓號照方抓藥，搭載遇難日本船員再次前往江戶灣。此時幕府已取消《異國船只驅逐令》，因此江戶浦賀港官員接待了曼哈頓號，提供了各種補給并贈送以瓷器，這是美日兩國第一次友好接觸。但幕府仍堅持拒絕通商，并勸告美國人下次同樣情況就不會再接待了，如有落難船員請送往日本唯一對外窗口——長崎。時任美國總統的波克（James K.Polk，1846年發動美墨戰爭，侵吞了從德克薩斯到加利福尼亞的廣闊領土，使美國真正成為從大西洋到太平洋的跨洋大國），對此自是極不滿意，便命令東印度艦隊司令賓德爾率哥倫布、賓賽尼茲兩艦，前往中國交換《望廈條約》批準書的同時，前往日本再次要求通商。賓德爾在中國完成換約后，于1846年7月20日抵達江戶灣，向浦賀港官員遞交波克總統的親筆信，但幕府仍然堅稱“我國不與除荷蘭和中國以外的任何國家進行貿易”。最終賓德爾只得一無所獲地離開日本。

如此，和平勸說日本開國無望，美國便下定決心以武力實施威脅，必要時學習英國榜樣直接開打，敲碎日本的堅殼。與現代西方國家宣揚“人權高于主權”一樣，動手之前美國首先要制造輿論，讓自己站在道德制高點上。1848年6月，美國捕鯨船拉格達號的15名水手登陸蝦夷地小砂村，被當地海岸巡邏人員逮捕，隨后送往長崎。一路上這些水手遭受殘忍對待（顯然日方押送人員以國內囚犯的標準相待），其中一人甚至無法忍受，自殺身亡。其余人員送到長崎出島，由荷蘭商館館長送消息給荷蘭駐廣東領事，通報與美國時任駐廣東公使戴維斯。戴維斯遂指示海軍派普萊格爾號軍艦前往長崎，并要求若在長崎不能解決問題，就直接前往江戶與幕府談判，態度一定要強硬，美國人所受不公待遇必須有個說法。

1847年4月19日，普萊格爾號抵達長崎，無視警告直接進入港內拋錨。大量日方小船急忙趕來，將普萊格爾號團團圍住。雙方遂開始緊張的談判，艦長格林遞交了要求幕府立即放人的公文。幕府被迫放人之后，格林將備受煎熬的船員們載回美國，受到英雄般的歡迎。格林在寫給政府的報告中聲稱：“促使日本開放門戶的時機已經到來。武力威脅是最為恰當的手段。”1951年6月，美國政府任命東印度艦隊司令奧里克為全權特使，攜帶美國總統米勒德·菲爾摩爾（Millard Fillmore）致日本天皇的親筆信，要求幕府保護漂流至日本的美國遇難船員的生命財產安全，并為美國遠洋蒸汽船提供煤炭補給。但奧里克未及出發，便因與手下發生沖突而被撤職。美國政府遂任命國家郵船總監馬休·佩里（Matthew Calbraith Perry）準將為東印度艦隊司令兼對日交涉全權大使，接過前往日本，逼其開國的任務。

佩里準將出生于海軍世家，父親與哥哥都是海軍將領。他本人年輕時參加過1812年的英美戰爭。1833年，佩里任職布魯克林海軍工廠，任上造出了美國海軍第一條實用的蒸汽船——富爾頓號，被譽為“海軍蒸汽船之父”。佩里對當時遠東形勢的評判是：“英國在東印度和中國海上早已占有了最重要的據點，特別是在中國方面……幸而日本和太平洋中許多其他島嶼還沒有被這個不講道理的政府捷足先登，其中有一些正位于注定對美國具有極大重要性的大商業航線上。采取積極措施以獲取足夠數目的避難港，應是刻不容緩的事。”為此目的，東印度艦隊的軍艦數量增加到11艘，是當時并不強大的美國海軍中最強大的艦隊。

1852年11月24日，佩里攜菲爾摩爾總統的親筆信，率蒸汽巡防艦密西西比號由諾福克港出發，橫渡大西洋至西班牙馬德拉群島，南下經好望角進入印度洋，經馬六甲海峽于1853年4月7日抵達香港，與另外3艘軍艦編組為第一次對日交涉美軍艦隊陣容。這4艘軍艦的具體性能參數如下：

本土艦隊所屬巡防艦密西西比號（USS Mississippi）為佩里旗艦，費城海軍造船廠1841年12月22日下水。長67.06米，寬11.89米，吃水深6.1米，滿載排水量3220噸。有3座風帆桅桿，由于桅桿間距設置不太合理，被批判為沒啥用的東西。內置2臺蒸汽機，合計馬力650IHP（IHP是以各艦鍋爐實際蒸汽壓力值計算所得馬力值，NHP則以固定壓力值計算）。驅動2座明輪推進器，明輪直徑8.53米，每分鐘10轉，航速8節。裝備2門可旋轉式10吋炮，分別配置在艦首尾，8門8吋炮對半配置在左右兩舷。乘員約260人。密西西比號是木制船體，外殼與肋骨用鐵板補強。該艦在1846年墨西哥戰爭時，也曾經是佩里乘坐的旗艦，遠征日本過程中幾乎沒有發生過故障。密西西比號后于1863年參加南北戰爭，在哈德遜港擱淺，由艦上水手燒毀。

東印度艦隊所屬巡防艦薩斯凱哈那號（Susquehanna），紐約布魯克林海軍造船廠1850年12月24日下水。長76.2米，寬13.41米，吃水深6.94米，滿載排水量3824噸。有3座風帆桅桿，一般認為其風帆性能不錯。內置2臺蒸汽機，合計馬力795IHP（這個數字存疑）。驅動2座明輪推進器，明輪直徑9.45米，每分鐘12轉，航速8節。裝備3門可旋轉式10吋炮，艦首2門艦尾1門，6門8吋炮對半配置在左右兩舷。乘員約300人。薩斯凱哈那號在首航時便發生了蒸汽機故障，大修兩個月。木制船體，外殼與肋骨用鐵板補強。該艦也參加了南北戰爭，曾計劃要改為螺旋槳推進但沒有付諸實施，1883年被出售。

東印度艦隊所屬護衛艦薩拉托加號（Saratoga），樸次茅斯海軍造船廠1842年7月26日下水。長44.6米，寬10.74米，排水量882噸。單桅帆船，航速不明。裝備4門8吋炮、18門32磅炮。

東印度艦隊所屬護衛艦樸利茅斯號（Plymouth），波士頓海軍造船廠1844年4月3日下水。長44.96米，寬11.61米，排水量989噸。單桅帆船，航速不明。裝備4門8吋炮、18門32磅炮。

佩里艦隊第一次前往日本的軍艦陣容，盡管只有4艘艦，但包括了2條主力蒸汽艦，可算是使出了美國海軍吃奶的力氣。美國盡管很早就在船只動力上運用蒸汽機，但保守的美國海軍高層并不喜歡蒸汽船。當年在佩里督造下誕生的蒸汽船富爾頓號只承擔了港灣警備任務，佩里開動此艦前往華盛頓展示給總統和國會，才推動了后續密西西比號等蒸汽艦的開工建造。1846年美墨戰爭中，因蒸汽艦表現優異，國會才撥出經費令新型的薩斯凱哈那號等開工建造。至佩里艦隊前往日本時，美國海軍中蒸汽艦總數仍然是兩只手就能數得過來，且由于蒸汽機故障頻發，能實際使用的不過三四艘而已。佩里自己也承認：“與世界上各國、各民間公司的遠洋蒸汽船進步相比……我們的軍艦建造技術與其說是往前走，不如說是在倒退。”盡管如此說，但佩里此時要對付的是根本沒有海軍的日本，手中實力還是綽綽有余的。

打開國門

佩里為了搜集有關日本的情報，事前曾向荷蘭人購買日本近海海圖，他將前往日本的情報泄露給了荷蘭人。荷蘭并不希望由其壟斷的日本貿易受到干擾，便以東印度總督之名向幕府發出公文，通報美國艦隊將要到來，并提議幕府不如先與荷蘭簽訂通商條約。但幕府并不認為有簽署任何條約的必要性，同時由于財政瀕臨破產，也撥不出一個銅板來加強海防。此消息不多時便被置之腦后了。

5月26日，佩里艦隊進入琉球王國那霸港。為預防逼迫日本開港的行動不能順利得逞，佩里調查了當時近乎荒島的小笠原群島的情況，預備將其作為替代的煤炭補給基地。7月2日，密西西比號拖曳樸利茅斯號，薩斯凱哈那號拖曳薩拉托加號，整支艦隊離開那霸，直奔江戶灣而去。7月8日，佩里艦隊抵達浦賀港。浦賀官員仍照舊章，要求佩里回航長崎，但佩里堅決拒絕，一定要在江戶直接與幕府掌權者談判，并以“將在浦賀采取最后手段……立即開戰，以決勝負”相威脅。幕府老中阿部正弘接報，急忙指示浦賀官員不得有失國體，一定要和平解決。但要和平解決就得接受美國國書，這是否有失國體呢？就在幕府官員爭論同時，佩里派出測量隊乘坐舢板（測量船），在江戶灣內旁若無人地進行水文測量。

幕府終于決定接受國書。7月14日，雙方在久里濱舉行了美國總統國書的接受儀式。佩里轉告日方，來年春天將再來日本，這是不容拒絕的。隨后佩里回到艦上，率艦隊向江戶灣北部駛去，當夜停靠在現在橫濱市金澤區的岸邊。佩里洋洋得意地將此地點命名為美國錨地（American Anchorage），翌日繼續測量灣內水文，同時乘坐密西西比號進至離江戶僅有7海里處。佩里判斷“已經讓將軍大人充分感到不安”，遂于7月17日出江戶灣，經那霸回香港去了。佩里第一次來航事件就此結束。幕府屈服于佩里的要求，說到底是自知如果態度強硬，開戰則必敗。佩里艦隊的4艘軍艦共裝備32磅及以上火炮63門，而江戶灣當時只在其入灣口的浦賀周邊配備有岸防火炮99門，其余地方均無防御力。即使是浦賀的99門炮，體積大小類似于對方32磅炮的也只有19門，且這19門炮的射程只及對手32磅炮的一半，至于其他火炮就只能制造點噪音，根本不堪用。引用佩里本人觀察后的結論是：“舢板駛進海岸時，就清楚地望見各處炮臺的情況，但并不怎樣可怕，單單從它的構造就可以明顯地看出，它既沒有多大威力，也沒有什么技術。”（引自《培里提督遠征日本記》）吸取中英鴉片戰爭的教訓，幕府算是較為痛快地接受了國書，但絕不甘愿接受開港、通商要求。佩里艦隊離去后僅僅十天，深受刺激的德川家慶一命嗚呼，第十三代將軍德川家定隨后繼任，實權仍然操控在首席老中阿部正弘手中。

阿部正弘的前任是發動嚴厲改革而最終失敗下臺的水野忠邦，阿部此人年輕有為，理性平和，且善于傾聽他人意見。1845年，阿部主持新設了幕府掌管對外國防的機構——海防掛，從勘定奉行、大小目付中選拔有才能的官員充實其中。阿部本人的立場是堅持祖傳鎖國體制，主張恢復《異國船只驅逐令》，認為補給外國船只會導致“舉國疲敝”，但海防掛和擔任江戶灣、長崎警備的各藩在合議中反對，阿部便也聽從了眾人意見。對于阿部來說，只要有助于解決問題，外樣大名也是可以請教的，薩摩藩的“蘭癖大名”島津齊彬就是他仰慕的對象，并且他也促成了原水戶藩主德川齊昭重返政界，成為主管海防的“幕政參與”。

佩里留下的這封美國總統國書該怎么處理呢？阿部決定讓諸大名傳閱此書，并征求他們的意見。諸大名便提出了各自的意見，但贊成開國通商的畢竟是少數，如彥根藩主井伊直弼、福岡藩主黑田齊溥、佐倉藩主堀田正篤等，大部分人只是主張避戰，以德川齊昭為首的尊皇派亦反對開港通商。如此，在佩里再次到來前下決心主動開國，已是不可能了。最后達成共識：“若有充分防備，當可放心，然實際因防備薄弱，故如俗語所謂之蒙騙，于五年十年之內，既不接受其請求，亦不加以拒絕，在此期間我方進行周密之準備，然后予以拒絕。”這個公然語出“蒙騙”的共識對策，其實只是蒙騙自己——此時的幕府因現實困境無力改善防御，憑什么認為五年十年之后就一定會有好轉之機呢？

無論如何，必須要做一些事情，于是幕府急急忙忙采取一切可行應急措施。7月，佩里艦隊剛走，幕府便命令佐賀藩利用已有的鑄鐵反射爐鑄造大炮，次年借給水戶藩一萬兩反射爐修建費，準以所造大炮償還，又釋放高島秋帆，令他在江川太郎左衛門帳下教授槍炮。同時在湯島修建槍炮制造廠，策劃建造幕府自有煉鐵反射爐，任命勘定奉行、大小目付為“內海炮臺修筑專員”，于江戶灣內多建臺場，上置炮臺，計劃以此抵御佩里艦隊再來，或至少讓幕府在談判時有點底氣。9月，撤銷《建造大船禁令》。10月，向荷蘭訂購2條蒸汽軍艦和洋槍。11月，設大船建造專員，令水戶藩建造大船，水戶藩遂于12月設立石川島造船廠。同月，幕府奏請朝廷頒發《太政官令》，征集寺院的銅制大鐘溶解后改鑄大炮。

種種措施中，人力物力投入最巨，且成果至今還為后人所見的，是在江戶灣內修建的臺場炮臺。臺場炮臺一般有兩種修造形式，比較簡易的是將沿岸土地平整后修筑，另一種則以江戶品川臺場為代表，是在離岸不遠的人工島上修筑。品川臺場共修筑有8個填海人工島臺場，經過近代東京都填海造地等工程后，至今還遺留有2個臺場，即第3和第6臺場。其中，第3臺場上至今還幸存有炮臺與彈藥庫遺址，是日本指定歷史遺跡，但第6臺場則雜草叢生。參觀第3臺場，可見其筑有防彈土壘，并且相鄰火炮之間也有隔離土墻，這是因為當時日本造火炮自身爆裂率極大，可以此減小連帶損害。在佩里艦隊二次來航時，品川臺場8個島中只有3個島大體完成了炮臺建設，其他還是八字未有一撇的狀態，總體并無防御力。