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然而明军到达大同后，却没有见到瓦剌军的踪迹，这让朱祁镇很是沮丧。最后，他考虑到巨大的后勤压力，低落的士气以及不明朗的战场态势，决定班师回朝。
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八月初十，亲征军自大同返回京师。然而“赶巧”的是，一路不见踪影的瓦剌军，却在土木堡（今河北省怀来土木镇）附近出现了。朱祁镇和王振很紧张也很高兴，因为他们终于遇见了敌军。也先太师同样很紧张、很高兴，因为蒙古人已经在这里等待很久了。
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于是，血腥的会战展开了。
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残阳如血，两军厮杀在小小的土木堡，喊杀声震撼天地，响彻山谷。不知道过了多久，喊杀声渐渐平息，一切归于平静。
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八月十七日，北京收到了土木堡战败的消息：亲征军大败，明帝国的最高统治者明英宗正统皇帝朱祁镇被俘。是为“土木堡之变”。
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土木堡的名字也因为这次大战而在历史上留下了重要的印记。这场大战给明帝国和瓦剌都造成了深远的影响，明军土木堡之战的战败直接导致同年十月的北京保卫战，此战也对后来明帝国边境的军事部署和明对蒙古的外交政策产生了深远影响。可这场在当时震惊了整个东亚大陆的战役，在史书上却很少有详细记载。史书上的记载或寥寥数笔，或语焉不详，甚至连双方兵力都是一个谜团，更不用提其中诸多秘而不宣的运筹和谋划了。因此，土木堡之战衍生了诸多的传说、妄言，甚至是阴谋论。
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更重要的是，土木堡之变对明代中后期边防政策和战术带来了前所未有的冲击和改变。日后明帝国虽然边防重心不断变化，但其国防政策、军事布局以及建军思想都或多或少地受到了土木堡之变的影响。更由于土木堡之变的刺激，明军发展出了更有针对性、更具性价比的火器战车战术。这其中不乏能臣良将的不断探索与尝试，更有“俞龙戚虎”这对军事天才所进行的划时代军事改革。然而，一切努力和变革，都受困于明帝国日益崩溃的财政与政治，更随着女真八旗的崛起而付之东流……
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一切的一切，还是要从那场著名的土木堡之战说起。
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明帝国边防史：从土木堡之变到大凌河血战 土木堡之战兵力之谜
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◎杨继正
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关于土木堡之战，最大也最受关注的谜团就是双方到底投入了多少兵力。其中流传最广、最为夸张的说法是明英宗率领着五十万明军，却被两万瓦剌军击败。这种说法之后又引申出各种推论，比如明帝国外强中干、明军不堪一击，甚至有人臆想出了所谓狼图腾崇拜之类的奇谈怪论。
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那么，明英宗朱祁镇到底带了多少兵力出征呢？
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明帝国边防史：从土木堡之变到大凌河血战 [:1700122296]
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明帝国边防史：从土木堡之变到大凌河血战 “四十万京营”半数实额
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其实，土木堡之战明军的参战人数，在明清官修正史如《明实录》《明史》中均不载，较早的记载来自于刘定之的《否泰录》。明朝天顺年间，刘定之根据自己的见闻，参考杨善、李实的《奉使录》等书，著成《否泰录》。根据刘定之的记载，土木堡之战中明朝方面军人以及随行非战斗人员的总人数达到五十万，明人和清人多引用刘定之的说法，如谈迁的《国榷》、郑晓的《北虏考》等。经过数百年的渲染，清代谷应泰撰写《明史纪事本末》时，直接不提“私属”，写作“官军五十余万人”，此为影响最大的一种说法。
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与刘定之的《否泰录》差不多同时，李贤所著的《古穰杂录》却有另一种说法：
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“……二十余万人中，伤居半，死者三之一，骡马亦二十余万，衣甲、兵器尽为胡人所得，满载而还。”
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根据李贤的记载，土木堡之变中的明军人数实为二十多万，与刘定之记载的数字相差一倍。但之后只有《西园闻见录》和傅维鳞的《明书》引用了李贤的数据，可谓从者寥寥，可见李贤的记载在当时并不为人重视，到如今更是少有人提及。
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不过，关于明帝国兵员数量，明清史书中记载倒是较为详细。根据《明史》，洪武二十六年，明帝国全国内外共有329个卫所；明成祖即位以后，兵员数相较明太祖时期又有所增加，都司卫所一共有493个，一卫所额兵一般为5600人，如此计算，明成祖时期明帝国的兵员总数达到了2760800人。
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那么，明成祖时期，北京范围内的明军有多少呢？首先，明初京畿附近的明军主要是京营和畿内卫所兵。明成祖迁都北京以后为满足卫戍京城的需要，设立了京营七十二卫。七十二卫兵员当在四十余万的规模。明帝国京畿地区的卫所军亦不在少数。根据《西园闻见录》载，明成祖迁都以后，畿内置五十余卫所，大约有官军二十余万。明人蒋德璟也说成祖时期设立京卫七十二，达到四十万人，京畿八府又有军二十八万。一般来说，京畿地区的卫所主要为京营的预备人马，蒋德璟所言与《西园闻见录》的记载相印证，京畿地区的卫所军士人数当在二十余万无误。
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在宣德年间，明朝政府又确立了班军制度。当时，明帝国从宣德元年开始，每年定期在春秋两季征调河南、山东、大宁都司、中都（凤阳）留守司、直隶淮阳等卫及宣府军士到京师备操。这些备操军分春秋两班，每班八万人，满额共官军十六万员，由此得名“班军”。如此算来，根据明人之记载，在正统以前，算上京营预备队的畿内八府的二十余万军士，明帝国京营额军人数当有五六十万人。此后，万历年间的进士周炳谟也曾提及明初的京营京城内外共有军队五十余万人，当为不谬。