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在这段时间中，孙中山对交通特别是铁路建设最感兴趣。在武昌的时候，孙中山就在演说中提出要建造长江大桥，将武汉三镇联为一体；6月中旬，孙中山在上海又提出一份修建全国铁路大干线的计划，并不辞辛苦的向各界宣传他的筑路主张。
在七月份后，北京的政局屡现危机，为了调停党争并稳定当时的局势，袁世凯向孙中山和黄兴伸出了橄榄枝，邀请这两位民国革命元勋前来北京晤谈，共商国家大计。为了表示自己的诚意，袁世凯甚至派程克、张昉作为专使，并让海军派出“海琛”号巡洋舰到上海护航迎接。人非草木，孰能无情，对于袁世凯的盛情相邀，孙中山和黄兴也不能不动心，何况孙中山还想与袁总统谈谈他的铁路计划。8月2日，孙中山和黄兴联名致电袁世凯，表示稍做准备便启程北上，并初定日期为8月17日出发。
袁世凯对这次高峰会谈非常重视，在他眼里，孙中山和黄兴虽然已经在野，但这两人仍旧享有崇高威望，特别是在临时参议院中，同盟会的参议员更是以孙中山和黄兴马首是瞻；要想化解目前的这场政治危机并确定各方认可的内阁总理的话，就必须要利用孙、黄二人的威望，共渡时艰。
对于袁世凯的邀请，同盟会中也分为了两派，稳健派支持孙中山、黄兴北上会晤袁世凯，他们认为这次会谈是英雄相见、巨头相会，既能起到稳定政局的作用，也是民国未来的发展之福；激进派则认为这是袁世凯设下的圈套，目的是借此羁索孙、黄二人，在此敏感时期，革命领袖更不应该深入虎狼之地。
就在这时，原湖北革命*张振武被杀一事，更是掀起了轩然大波。张振武，湖北罗田人，生于1870年2月，1905年前往日本留学，入早稻田大学学习政法，1907年加入同盟会，1911年加入共进会。在武昌起义爆发前，由于革命机关遭到破坏，张振武力主提前发动起义，并在随后的汉口、汉阳保卫战中起到了重要的领导指挥作用。
在武昌起义胜利后，当时坐镇武汉的主要军事将领为共进会的孙武、张振武和文学社的蒋翊武，人称“三武”。在“三武”之上，还有副总统兼湖北都督黎元洪，他主要依靠立宪派支持，与这些革命党人存在很大矛盾。不仅如此，起义前进行通力合作的两个革命团体共进会和文学社也出现裂痕，以至武汉的局势极为复杂多变。
1912年2月27日，武昌突然爆发“群英会”暴动，原因是一些被裁编的军人对时任军务部长的孙武等人极其不满，引发事端。这次事变虽然以调解而结束，但黎元洪却乘机将军务部加以裁撤，部长孙武、副部长蒋翊武和张振武军被解除职务而改任都督府顾问。对于顾问这样的闲职，孙武和蒋翊武消极隐退，而张振武却心生怨愤，由此引发了同黎元洪的激烈冲突。事实上，张振武从一开始就看不起对这位从床底下抓出来的副总统，在黎元洪最初不愿投身革命的时候，张振武就曾主张将这位前协统杀掉。
张振武当时手里握有兵权，他掌握着将校团这样一支武装力量，这让黎元洪感到如芒在背。事实上，黎元洪打心眼里对这些带头起义的革命党人极度憎恶，而这时袁世凯也想乘机拉拢黎元洪，共同对付武汉的革命党人。
在袁世凯的亲信、参谋次长陈宦的策划下（当时黎元洪也兼任参谋总长，但他一直没有上任，事务均委托给次长陈宦），黎元洪决定与袁世凯合作，对这“三武”来个调虎离山之计，将他们弄得北京去。当年5月，袁世凯以“革命首义”的名义将“三武”召到北京，并封他们为总统府军事顾问官（又是闲差）。对此，张振武曾多次表示不满，他对陆军总长段祺瑞抱怨说：“难道我们湖北人就配做个顾问官耶？”
在张振武的一再要求下，袁世凯只好又封他为蒙古屯垦使加以敷衍。张振武当时四十出头，正是年富力强的时候，他也非常想建功立业，实实在在的做点事情，于是他接受委任后，非常认真的向袁世凯申请经费以开办专门机构。袁世凯这时哪里有钱，也就没有理会。张振武一怒之下便擅自回了武昌，并利用自己之前的势力公开设立屯垦事务所，还打算募集一镇精兵前往蒙古。为此，张振武向黎元洪提要每月拨给经费1000元，作为开办费。
黎元洪见张振武去而复返，本就十二分的不乐意，他见张振武又重新聚集他的旧势力，更是感到极大的威胁，于是决心除掉张振武。由于当时张振武和孙武发生矛盾，袁世凯特意派出湖北籍的参议员刘成禺、郑万瞻回武昌进行调解，在各方努力下，孙武、张振武和黎元洪都在表面上恢复了和气，而袁世凯趁热打铁，再次发来电报邀请张振武赴京。
8月初，张振武和亲信将校团团长方维等30多人随同参议员刘成禺、郑万瞻一起前往北京，由此走上了不归路。在临行之前，黎元洪还特意赠给张振武4000大洋作为旅费，双方和好如初，相谈甚欢，但一个阴谋却就此展开了。
在张振武抵达北京后，黎元洪向袁世凯发出一封密电。在密电中，黎元洪向袁世凯揭发了张振武的种种不法行为，并要求袁世凯将张振武就地正法。而在这时，张振武还在北京到处会客，与各界人士联络感情，为将来的事业打下基础。8月15日晚，张振武与湖北来京将领在六国饭店宴请姜桂题、段芝贵等北洋将领，以消除南北军界隔阂，化解之前战争的敌意。
当晚10点，酒阑人散，张振武在回旅杜途中被潜伏的军警拦截，随后被捆绑押解到西单牌楼玉皇阁京畿军政执法处。随后，军法处总长陆建章向他出示了黎元洪请求杀张的电报及袁世凯下令处决的军令。由于事情来得太突然，张振武一下就蒙了，他向陆建章提出抗议，但陆建章表示军令如山，无法转圜。16日凌晨1点，也就是张振武被捕3个小时后，在没有任何审讯的情况下，张振武被绑在军法处的木桩上吃了六颗花生米，成仁了。临刑前，张振武仰天长啸：“想不到共和国也如此黑暗！”
同晚，随同张振武一起进京的将校团团长方维也在旅馆被抓，并于凌晨在城外处决。
此事发生后，湖北籍参议员刘成禺、时功玖、郑万瞻等人大愤，他们随即向临时参议院提出质问和弹劾。在这个事件中，感觉被袁世凯愚弄和利用的刘成禺愤怒的指出：“现在政府杀人之手续，基本和强盗行为没有区别。如果这样下去的话，今后凡是民国起义之元勋，都可以一一捕杀，任凭某人为帝为王矣！”
在参议员的弹劾和舆论压力下，黎元洪抛出张振武“侵吞公款”、“拥兵自卫”、“串谋煽乱”、“广纳姬妾”等十五大罪状，为自己洗刷罪名；而袁世凯则以退为进，承认事起突然、杀人手续不完备，并向参议员们一再致歉。由于参议院中各派力量互不协调，加上张振武自身也的确存在弱点和问题，最后使得质问和弹劾两案均因不足法定人数而不能开议，结果张振武被杀一案也就不了了之（关键是张振武当时已经是无门无派，没有组织支持）。
在张振武被杀后，很多同盟会员纷纷劝阻孙中山不可贸然进京，《民权报》当时还刊登了一副非常有意思的漫画，名字叫《行不得也，哥哥！》，只见画中的北京城头张开大网，正要捕捉北上的轮船。在这种情况下，孙中山仍旧力排众议，他对众人说：“无论如何，我也不可失信于袁总统。别人都说袁世凯不可靠，我倒也试试自己的眼光”。
孙先生以诚待人固然不错，但碰到袁世凯这样的权术老手，自然要受他愚弄！不过，不肯以诚待人而只顾玩弄权术，到最后也是要搬起石头砸自己脚的，谁又比谁更聪明呢？这是后话。
作为当时的权宜之计，同盟会经商议后决定让孙中山先行而让黄兴暂时称病，视情况而后定，以防袁世凯将两大革命领袖一网打尽。8月18日下午，在袁世凯的迎孙专使张昉与程克的陪同下，孙中山与夫人卢慕贞、秘书宋霭龄及魏宸组、居正等10余人登上轮船招商局的“平安”号轮船，而这时的码头上已经是人山人海，前来欢送的各界人士仍旧有劝阻孙中山北上的。
这时还发生了一个小插曲。一年轻漂亮的女同盟会员趁人不备，也随着孙中山一行混上了轮船。正当孙中山向送行的人群挥手时，她走到孙中山的面前，并突然拔出手枪对准自己的头，大声说道：“孙先生欲投身虎穴，我誓死反对！如果孙先生一意孤行，我就立刻开枪自杀！”正当大家惊慌之时，孙中山还算镇定，他急忙温言抚慰，百般开导，这位女志士才放下手枪，怏怏而去。
在“海琛”号巡洋舰的护送下，孙中山一行人乘坐“安平”号于8月22日下午抵达天津。在袁世凯的安排下，教育总长范源濂、工商总长刘揆一等人专程从北京赶来迎接，随后一行人乘花车专列离开天津、前往北京。
袁世凯给予孙中山的礼遇不可谓不高。等孙中山一行人抵达北京前门车站后，只见站台上早已耸起了高大炫目的彩棚，军乐队也奏起了雄壮的欢迎曲，而袁世凯的代表、总统府秘书长梁士诒带着各部总长早在车站等候，加上参议院的议员及其工商界、学界、报界、外宾等各界人士，前来迎接的竟有万人之多。
当然，这都是出于袁世凯的精心安排，但你要说这时的孙中山一点都不感动，也不近人情。老袁在做人这一方面，还是极为圆熟妥帖的。
袁世凯派出自己专用的金漆朱轮马车前去火车站迎接孙中山，这辆专车由两匹白色的骏马拉着，车上饰以黄缎，富丽堂皇，在人群中那是相当的耀眼，格外的引人注目。在前往迎宾馆的路上，只见街道上军警如林，马车经过之时，一个个都严肃认真的持枪敬礼，而被维持了秩序的路上也是人山人海，几近万人空巷，大家都争相前来一睹这位流传已久的革命领袖。
事实上，孙中山对于如此高规格的接待颇不自在，于是他打开车窗，向热情的人群频频挥手并一再举帽致意。当晚，等孙中山一行人安顿好之后，袁世凯便派遣高级官员将他们迎至铁狮子胡同总统官邸赴宴。在孙中山快要到的时候，袁世凯还亲自到厅下迎接，这也是袁世凯和孙中山的第一次会面。在孙中山的北京之行后，这二位就再也没见过面了。
这次伟人间的握手，气氛还算热烈，至少表面上是如此。在晚宴上，袁世凯为孙中山亲自执盏，可谓是殷勤备至。在致辞中，袁世凯用一种非常诚恳的口气说道：“我盼望先生与克强（即黄兴）已经很久了，今天克强未与同行，不能共聆伟论，实在令人遗憾。所幸先生惠然肯来，让我感到十分欣慰。现在时局动荡，边警迭至，我又见识浅陋，能力有限，世凯谨代表四万万同胞感谢先生，还望先生不惜赐教、大力匡助”！
袁世凯的谦恭和马屁相当到位，孙中山自然也没话说，两人在席间相谈甚欢。令孙中山感到惊讶的是，袁世凯对时局的看法和见识十分高明，与自己也很是合拍，几乎有相见恨晚之感。在宴会结束后，两人又继续探讨国家大事，一谈就谈到半夜，这才一一告别。在同袁世凯的交谈中，孙中山提出：“袁公任大总统十年，练兵百万；我则经营铁路，延伸二十万里。到那时，我们民国难道还能不富强吗？”袁世凯听后，连连点头………不管孙中山说什么，袁总统总是说好。
当然，铁路乃国家经济之命脉，特别在中国近代化刚刚开始的时期，尤其显得重要。虽然孙中山提出的计划如他的绰号一样，二十万里的铁路过于夸张而不切实际（直到1982年，中国的铁路也才达到十万里），但要是孙中山真的如他所说的那样放弃政治，一心一意的去从事铁路建设，这于国于民于己，都是一桩垂范千秋的美事。
28日，袁世凯在总统府举行盛大宴会，并邀请了各部总长、参议院议长、在京的高级将领及其各界名流和满蒙王公作陪。席间，袁世凯在欢迎辞中说：“孙先生游历海外二十余年，此次来北京与我商议国家大计，各项政见初见端倪，大大有助于民国前途。孙先生这次来京，与我相谈极其诚恳，可见之前的谣传全是误会。民国由此更加巩固，此最可欢迎之事。”
说道这里，袁世凯向孙中山举酒致敬，并高呼道：“中山先生万岁！”
盛情难却下，孙中山也起立作答：“今日承大总统特开宴会，备极嘉许，实在感谢。大总统富于政治经验，善于练兵，如今担任国事，实在值得国人庆贺”。说完，孙中山也高呼道：“袁大总统万岁！*万岁！五大民族万岁！”
前后两位临时大总统互呼“万岁”，使宴会的气氛达到了高潮。
打铁须趁热。在场面上做足了功夫后，袁世凯随后便与孙中山等人进行了数次秘密会议，其中的一个主要议题便是内阁总理人选的确定。由于陆征祥去意已决，袁世凯也不便勉强，这次他邀请孙中山和黄兴两人来京，其中的目的之一便是希望利用他们两人的威望，对内阁总理人选达成谅解，以顺利的解决组阁问题并维持一个相对稳定的内阁。
袁世凯提出的总理人选，是跟随他多年的亲信赵秉钧，也是当时的内务总长。
袁世凯的付出终于有了回报。9月24日，临时参议院以69票赞成、2票反对的绝对多数顺利通过了袁世凯对赵秉钧出任内阁总理的提名。由此，组阁危机彻底化解，赵秉钧内阁也成为民国建立后的第三任内阁。
在袁世凯的盛情款待下，孙中山也失去了仅有的一点警惕。9月初，孙中山致电黄兴，敦促他早日赴京，以消除外界的各种谣传，促进南北统一。为维护稳定大局，黄兴与陈其美等人于9月6日离开上海，11日抵达北京。9日，黄兴还在途中的时候，袁世凯便宣布授予黄兴陆军上将的军衔（一同授衔的还有段祺瑞和黎元洪二人），以表示对黄兴的重视。同一天，袁世凯发布命令，特授孙中山“筹划全国铁路全权、组织铁路总公司”，并极为慷慨的让交通部每月拨给办公费3万元，而且一切行政用人之权，政府概不干涉。
黄兴到北京后，袁世凯给予了与孙中山同样的接待规格。不过，黄兴显然要比孙中山清醒许多，他对于袁世凯的谬赞，却大多不置一词。等在北京安顿好后，黄兴与宋教仁等人投入了国民党的组建工作当中，令袁世凯颇为忌惮。
在三雄会后，袁世凯曾这样评论孙、黄二人：“孙中山志气高尚，见解亦超卓，但非实行家，徒居发起人之列耳。黄兴性质直，果于行事，然不免胆小识短，易受小人之欺。”
在孙中山等人相继离开北京后，袁世凯发表了一份由自己拟定的共同宣言，在未经商议的情况下，署名却为袁、孙、黄、黎（元洪）四人。在这份宣言中，袁世凯以“四巨头”的名义提出了八大政纲，即：
一、立即取统一制度；
二、主持是非善恶之真公道，以正民俗；
三、暂时收束武备，先储海陆军人才；
四、开放门户，输入外资，兴办铁路矿山建置钢铁工厂，以厚民生；
五、提倡资助国民实业，先着手于农、林、工、商；
六、军事、外交、财政、司法、交通皆取中央集权主义，其余斟酌�