紧了在东北的活动，8月又传来八国联军进入北京、慈禧与光绪帝带着皇亲国戚逃离京城往西安去的消息，国家出现如此大的变故，这是詹天佑万万没有想到的，更令他痛心的是，在他的眼皮底下，俄军以保护侨民等名义占领了山海关以北的所有铁路线，并占据了山海关铁路官学堂，山海关以南则为英军占领。
詹天佑驻守的营口支线，当时在俄军的控制之下，最初俄军还只是以维持秩序之名驻守铁路沿线，但后来情势越来越恶化，8月上旬，有３个俄国远东哥萨克铁道兵连沿东清铁路（今哈大线）向旅顺方向进攻，沿途一路炮击了孙吴、牡丹江、吉林等地，抵达辽东半岛的营口、金州一带，与北上的旅顺口俄军会合，这是俄国装甲列车第一次出国作战。可是，詹天佑却看不到清军的大规模活动，最后营口被俄军实际占领。令人沮丧的消息一个接一个来了，1900年11月，俄国胁迫奉天将军增祺签订了《奉天交地暂且章程》，把俄军的占领合法化，承认了俄在中国东北的金矿、煤矿和森林资源的开发权益。詹天佑甚至曾一度怀疑自己此时是在为大清国服务还是在为俄国做事。
作为铁路工程师的詹天佑承受着内心极大的痛苦，他甚至想放弃在铁路上的工作，但他转念一想，这是自己的祖国，英俄军队的占领肯定不会长久，现在局势并不明朗，自己这样离开的话，占领者可能会更加猖狂得意，那关内外铁路的损失将无法设想。正当他坚守在营口支线铁路工地的时候，1901年初，他接到了南方盛宣怀的来电，调他前往江西萍乡，负责主持修筑萍醴铁路。
盛宣怀何许人也？出生于江苏常州府武进县龙溪的一个官僚地主家庭，曾应童试，补县学生。其父亲盛康是清朝的官员，与李鸿章有交情。盛有兄弟六人，各有出路，他是六兄弟之长。由于父亲的关系，1870年（同治9年）盛被李鸿章招入其幕府，受到李的赏识，第二年就已升到知府的官级。曾任山东登莱青兵备道道台兼东海关监督、直隶津海关道兼直隶津海关监督，在烟台资经营客货海运，航运范围不仅扩大到山东整个沿海，而且还开辟了烟台至旅顺的航线，在烟台设立胶东第一广仁堂慈善机构。1896年，清政府成立中国铁路总公司时，盛宣怀被李鸿章等人推举为督办。后来又受到已调任湖广总督的张之洞的重用，接办汉阳铁厂、大冶铁矿。
萍醴铁路的修筑主要是因为当时江西萍乡发现大型优质煤矿，这正是汉阳铁厂需要的燃料，为了方便运煤，盛宣怀委托美国人李治勘测了江西萍乡到湖南醴陵双江口的铁路线路，并聘请他担任工程师，称之为萍醴铁路。这条铁路的功能是从萍乡把开采的煤通过铁路运到洞庭湖上的双江口，再通过水路运到汉阳。1899年盛宣怀向朝廷奏准开建萍醴铁路，但是，开工后不久，北方的义和团运动已经开始波及全国。南方各省虽然在张之洞、刘坤一等封疆大吏的沟通下提出“东南互保”的策略，没有引起大的波动，然而，当1900年北方义和团运动全面暴发时，南方民众反对西方人的倾向越来越明显，反映在铁路领域尤为明显，因为当时中国的铁路工程师特别少，各地多用洋工程师，修铁路涉及到勘测、征地、迁坟等老百姓十分敏感的事情，老百姓往往将修铁路给大家带来的困惑迁怒于这些西方人，这引起了那些洋工程师和洋务官员们的担心。正是在这样的情况下，盛宣怀了解到詹天佑任帮办和驻段工程师的关内外铁路被英俄军队分段占领，已无法展修，故请他来萍醴铁路与李治一起主持铁路修筑事宜，有两个目的，一是派一个中国懂行的工程师与李治在一起，让他安心一些，不要过度担心民众的排洋会给他带来麻烦，二是真是老百姓要反对洋工程师的话，詹天佑毕竟是一位华人，对老百姓有交待。
詹天佑接到盛宣怀的邀请后，将自己在营口的工作向有关人员交待了一下，立即动身前往武汉拜见盛宣怀。一路上看到许多老百姓衣衫褴缕，东逃西躲，有的扶老携幼，有的牵着牲口，到处都是荒地，还不时地看到一些散兵游勇，平时，美好的风景变得一片凄凉。过了黄河，情况变得好起来，老百姓安居乐业的中原乡村风光多少让詹天佑心中感到一丝宽慰。他先是坐火车，过了天津之后不得不骑马或坐马车，甚至有时改坐内河的小船，直奔武汉，在汉口见到了盛宣怀。
盛宣怀此时是朝中的三品官员，而詹天佑从官职来说，还是从六品的报捐选用州同身份，两人的身份差距是很明显的。詹天佑来到盛宣怀的官衙，跪身下拜：“下官詹天佑拜见盛大人！”
盛宣怀立即迎上前去，没等他跪下即将他扶起。盛宣怀比詹天佑大十八岁，此年五十六岁，他上下打量着詹天佑，说：“眷诚啊，我可是很早就知道你的。今天终于见到你了，没想到你一点都不象在外洋生活十多年的人啊。”
詹天佑看了一下盛宣怀，只见他一张圆圆的脸，没有象其他大清官员一样留太多的胡须，一对小眼睛，穿着圆领的三品官服，个子不算槐梧，但一看便知是个精明之人。詹天佑说：“久闻盛大人之名，今日得见，实属有幸！”
盛宣怀说：“光绪二十三年（1897），朝廷准奏成立粤汉铁路公司，拟修筑武汉至广州之铁路，我奉王文韶与张之洞大人之命，调查国内能修铁路之华人工程师，结果发现当时只有你与邝景阳二人，你其时正在津卢铁路当差，邝景阳则在津榆铁路线上管路，很想调你参加南方铁路事务，但津卢线是国家重要线路，所以当时无法提出，后来你又去了关内外铁路，我们只好请了一些西洋工程师帮忙。眷诚啊，你在修滦河大桥上的影响很大啊，有时候我们与西洋工程师谈到你，他们都对你能完成那么艰难的工程感到敬佩呢。”
詹天佑说：“大人过讲，天佑只是本着科学精神，比外洋工程师多用了一番功夫。”
盛宣怀说：“听说你当时告诉外国工程师，你之所以能做好他们深感有困难的那个工程，是因为你还参考了中国古籍啊。”
詹天佑说：“是的，当时我确实研究了北宋李诫所著之《营造法式》和宋应星之《天工开物》中关于桥梁基础的有关论述，结合西洋技法，这才较好地解决了一些关键性技术。”
盛宣怀说：“这就对了吗？谁说中国古代没有好的技艺，可惜啊，当前我大清国能够象你这样学了西学还能从古籍中吸收知识营养的不多啊。现在学人多走两个极端，中学学得好的否定西洋，西学学得好的则否定中学。难得有你这样能中西兼重的才学之士啊。”
詹天佑说：“大人过讲。”
盛宣怀说：“眷诚啊，你知道吗？你刚才倒身下拜那一刻，我就感到你是一个中学功底深厚之人。”
詹天佑说：“多谢大人夸奖。”
盛宣怀若有所思地说：“可惜啊，当今北方义和团团匪之乱给国宾带来了灾难，搞得西洋各国入侵京师，皇太后、皇上外逃西安，西洋人在京津地区烧杀抢掠，令人心痛啊。”
詹天佑说：“是啊，我在锦州和营口也看到很多俄国兵，心里真的不好受。”
盛宣怀说：“古语云：国家兴亡，匹夫有责。你我皆受朝封，食朝中奉禄，当然要谋国家之事。现在北方局势刚由李鸿章大人议和而暂时平定，也实在难得。”
詹天佑说：“然而我离开营口时，那里的俄国兵一个都没有撤走啊。”
盛宣怀说：“这也是没有办法，一个《辛丑条约》已让大清国在全世界面前丢尽脸面，李鸿章大人也是没有办法，因为太后坚持议和，列强又态度强硬，他也深处两难境地。眷诚啊，说到李大人，他还是当年与曾文正公一起力推你们出洋的，是吧？”
詹天佑：“是的。我也听说，有人对李大人签订的条约不满，但对我们当年的留美幼童来说，对李大人与对曾文正公一样，都是心怀感激的。”
盛宣怀说：“这就对了，人啊，活一辈子，可以不记仇，但一定要有感恩的心。当然，古语有施恩不图报的说法，施恩者确实不应图报，图报者那不是施恩，那是押宝，但受恩者一定要有感恩的心。其实李大人对我也有提携之恩。”
詹天佑说：“大人所言极是！”
盛宣怀说：“你是耶鲁大书院铁路专业毕业的，对铁路修筑情况一定很熟，这次请你来修萍醴铁路，其实不光是这条路本身的问题，这条路的修通对全国铁路修筑都有重要意义。”
詹天佑说：“敢问其详？”
盛宣怀说：“你知道，武汉有九省通衢之称，可以说是我们大清国的中心之地，张之洞大人在此办汉阳铁厂就是考虑到将来全国修铁路要用大量钢材，不管是卢汉铁路还是粤汉铁路，甚至津浦铁路，大量的铁轨将从哪里来，全都靠从国外买吗？那样每年要耗费多少公库银两，所以汉阳铁厂的意义是非常重要的。萍乡产煤，而且那里的煤最适合汉阳铁厂对煤质的需要。萍醴铁路一旦修通，其价值就不言而喻。”
詹天佑说：“大人有何吩咐？”
盛宣怀说：“修路方面的事，你是专家，我就不说了，我这里就是想提醒你两点：一是要注意与李治相处，他是美国人，你早年又在美国留学过，相信你会很好与他沟通；二是要注意安全，义和团的活动虽然在北方，但它的影响已是全国性的，各地老百姓非常恨洋人，对为洋人服务的车夫都仇视，更不用说会话洋话与洋人共事的人了。你明白我的意思吗？”
詹天佑说：“多谢大人垂爱，天佑谨记在心。如无别的事，我就立即赶往萍乡。”
盛宣怀看了看詹天佑，看到他一脸憔悴，想了想说：“听说你生了很多孩子？”
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