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武则天充分显示了她政治家的气魄，在称“天后”后的四个月，她即向高宗提出了十二条政治建议，史称“建言十二事”。这十二项内容，是武则天经过对唐代社会长期的观察和仔细的研究而有针对性地提出的，其中包括：一，发展农业，减轻赋税和徭役；二、京城附近的百姓，免除租税和徭役；三、停止对外用兵，以道德教化天下；四、普天下无分南北，不论宫内宫外，一律禁止浮华谣巧；五、避免大兴土木，节省开支和劳动力；六、广开言路；七、杜绝谗言；八、王公以下都要学习老子的《道德经》；九、父在母亡，为母守孝三年；十、上元前，有功劳发给委状的，无需再进行考核；十一、京官八品以上增加俸禄；十二、文武百官任已久，才能高而职位低的，可以超级晋升。
“建言十二事”大体上可归纳为三点：一是务本戒奢；二是杜绝谗言；三是维护新官僚集团的利益。这在当时得到高宗李治的褒奖和文武大臣的广泛支持。
在“建言十二事”提出后三个月，武则天又请求李治召集文学之士来宫修史。高宗李治对修史之事不置可否，完全由武则天处置。武则天广罗当时的文学之才如元万顷、范履冰、刘禕之、苗神容、周思茂、胡楚宾等北门学士，裁决政论，控制宰相权力，和十二条陈一样起到了逐步控制政权的目的。
为了从观念上彻底打击旧的门阀士族，也多少有泄愤的目的，武则天另修《姓氏录》，以取代太宗时期修的《氏族志》。《氏族志》不载武氏宗族，武则天受尽了恶气，这次，她重修的《姓氏录》，把皇后的家族列为第一，按当时官品的高下分为九等，凡五品以上的官员皆可入录，升入士流。这样，大批出身于寒门的庶族地主知识分子蜂拥而来，确实给当时的政治、经济和文化带来了一股生气，这对促进当时社会的发展，确有好处。而那些关陇门阀士族的余孽们，完全丧失了凭祖先留下的族望而升官的政治优势。他们当然极为不满，讽刺《姓氏录》是赏军功的“勋格”，根本不是贵族志。但武则天不管这一套，她用行政的方式强行收回《氏族志》，推行《姓氏录》，在当时造成了很大的影响。
高宗疾病缠身，随着年龄的增长，病势越来越重，他曾经想把皇位传给太子李弘。太子李弘“仁孝谦谨，上甚爱之”，又加上“礼接士大夫，中外属心”，颇有政治才能，因此，高宗对他甚为看重。但武则天却不喜欢他，有一次，李弘发现宫中幽闭着萧淑妃生的两位年逾三十的姐姐义阳公主和宣城公主，她俩自母亲死后被幽禁在宫中已长达19年了。于是他就亲自向母亲以强烈的口吻上奏，要求立刻释放两位同父异母姐姐。武后不愿和李弘为此争执，竟破例依允。两位公主得配良人，不能不感谢太子李弘。
还有几次也违忤了武则天的心意，使之失宠于母亲。其实，这是次要的，关键是李弘势必要与武则天争权。于是武则天用毒酒药死了亲生儿子李弘。675年4月13日，李弘与父皇母后共进午餐时，身体不适。饭后不久，便强烈地抽搐，暴死于合璧宫倚云殿。李弘死时七窍流血，很像他的肺疾发作。
李弘死后第二天，高宗提出要退位，因宰相们强烈反对乃罢，武则天则废朝三日。
李弘死后，立武则天的次子李贤为太子。经李弘之死的打击，高宗病势更加沉重，头晕目眩不能视事，就想让位于太子，但武则天坚决反对，高宗只得打算让位于皇后。过了几年，高宗还是想让李贤监国，而李贤并不愿听武则天的话，于是，武则天就又以李贤“颇好声色”为由，把他废为庶人，押至京师幽禁起来。继而立三子李显为太子。
683年唐高宗病死，太子李显即位，是为唐中宗。高宗临终遗诏说：“军国大事有不决者，兼取天后进止。”武则天以皇太后的身份临朝称制。一次，中宗想让岳父韦玄贞为宰相，并授给乳母的儿子一个五品官，宰相裴炎觉得不妥，跟中宗争执起来，中宗年轻气盛，发怒说：“我就是把天下交给韦玄贞，又怕什么？”裴炎感到很害怕，就跑去告诉了武则天，为了防患于未然，武则天下诏“废中宗为庐陵王，扶下殿”，改由其四子豫王李旦为睿宗，但睿宗住在另一个地方，不得参预政事。同时，武则天又派人逼死了废太子李贤。
武则天清除了一切阻碍势力，准备好了登基称帝的工作，李唐宗室知道武则天称帝必然要除尽李氏宗族，所以十分害怕，人人自危，不断有人起义。
在武则天临朝称制后的第七个月，扬州发生了徐敬业叛乱，朝中宰相裴炎也与之相勾结，可谓内忧外困。但武则天临危不乱，她先不失时机地斩除了裴炎、程务挺等人，以除肘腋之患，又急调三十万大军，在不到五十天的时间里平定了徐敬业之乱。
平息了叛乱，又清除了潜在的威胁，武则天在洛阳宫乾元殿召集了一次群臣聚会。会上没有轻歌曼舞，没有美酒佳肴，只有令人窒息的气氛。武后端坐御椅上，用逼人的目光扫视着群臣说：“朕亲政以来，自以为无负众卿，无负于天下，众卿知否？”群臣齐声应诺：“陛下功高德厚，天下尽知。”武后接着说：“朕奉事先帝二十余载，一直是至忠至勤，忧心天下。各位公卿的富贵，都是我给你们的；天下安定，百姓康乐，也是我促成的。等到先帝去世，把天下托付于我，我不爱惜自己而爱惜百姓。对臣下更是爱之如子，恩宠有加，可是现在叛乱的人，都是出自将相，你们为什么这样忘恩负义呢？在你们这些元老重臣之中，倔强难道有超过裴炎的吗？纠结亡命之徒率众征战有超过徐敬业的吗？在握兵的宿将之中，攻占必胜有超过程务挺的吗？这三个人，都是很有声望的。但他们不利于朕，与朕为敌，朕都能杀掉他们。你们有比这三人更厉害的，有异图者请早点动手，不然的话，就该洗心革面，老老实实，免得身败名裂，怡笑天下！”被激怒的武则天言词犀利，情绪激昂，吓得满朝文武匍伏在地，心惊肉跳地说：“陛下天威，臣愿效犬马之劳。”
688年，武则天的侄子武承嗣看到武则天登基称帝的时机已经成熟，就暗地里派人在一块白石上凿上“圣母临人，永圣帝业”的字样，并使雍州人唐同泰奉表献之，谎称获之于洛水。武则天闻讯大喜，当即下诏把这块石头称之为“宝石图”，并于当年五月选择吉日，亲临洛水拜受宝石。武则天把献图有功的唐同泰提拔为游击将军，让他参预办理此事。到了选定的日期，武则天“告谢昊天，礼毕御明堂，朝群臣”，不久即正式加尊号曰“圣母神皇”，从这个时候起，武则天开始称“陛下”。
李唐宗室众人十分清楚，武则天已是实际上的皇帝了，至于名义上的登基改号，只是一个时间问题，李唐宗室所面临的，却是一场灭顶之灾。出于自我保全之计，他们纷纷起兵。首先，李唐宗室以“迎还中宗”、“救拔睿宗”为旗号号召众人，但因范阳王李霭出首，密谋败露，仓促之间，韩王李元嘉首先起兵，继而琅琊王李冲在博州起兵，越王李员在豫州起兵，霍王李元轨在青州起兵，鲁王李灵夔在邢州起兵。但这时国家较为安定，人民不愿为一家一姓的名利再去生什么内乱，于是，李氏诸王的军队皆无斗志，武则天的兵马一到，不是坠城投降，就是纷纷逃走，根本不堪一击，在很短的时间内，李氏诸王的这次叛乱就被武则天轻而易举地镇压下去了。
李氏诸王的这次失败也说明，关陇贵族门阀在社会上也逐渐丧失了人心。因为一百多年以来，这些门阀士族在大众中很有影响，很有号召力，李渊起兵后人心迅速归附，就是最好的例证。在唐朝社会安定发展了几十年以后，庶族地主的力量兴起，逐渐取代了门阀士族的影响，人们开始不愿为一家一姓效力，开始考虑社会的公平与正义，这不能不说是一种历史的进步。而李氏贵族集团历代以武力为胜，如今其子孙也失去了祖先的雄威，看来，门阀士族的衰落已是无法挽回的了。
在镇压了这次叛乱以后，武则天果真决心清除敌对势力了。她采取了三条措施：一是鼓励告密；二是严刑逼供；三是任用酷吏。武则天在朝堂之上设立了一个铜制的告密箱，专门用来接受告密的文书，并下令，无论什么人，都可以到京城面见皇帝，告发机密；凡是告密之事，任何人不得盘查、阻拦；外地来京告密者，不论职位高低，哪怕是农夫樵子，也一律按五品官员的标准供应食宿，到京后可住官家客馆。更妙的一条是，如果告密有功，那就破格封官；如果告密失实，也绝不加以追究。于是各地告密者蜂拥而至，告密者日益增多，积案如山。
武则天还从告密者中把周兴、来俊臣、索元礼等酷吏提拔上来，专门负责告密案件的处理，进行“肃反”，他们秘密观察李氏宗族中王公大臣的行迹，一有可乘之机，他们立即加以逮捕，酷刑逼供，诬其谋反。这些人多出身无赖，狡诈残忍、惯于陷害无辜，是一帮杀人不眨眼的刻子手，使用异常残酷的手段，帮助武则天镇压异己。周兴、来俊臣、索元礼等酷吏还编写《告密罗织经》，教授门徒，以便罗织害人，并创制出“方梁压髁”、“猕猴钻火”、“驴驹拔橛”、“凤凰亮翅”等酷刑和“求即死”、“死猪愁”、“定百脉”等刑具。这些酷吏每人都杀了数千人，其中尤以来俊臣为最，一破获“罪犯”就连及千余家。在这次运动中，大臣被杀者数百家，李唐宗室被杀达数百人，刺史以下官吏被杀者更是不计其数。武则天的这种十分过火的恐怖政策，造成了无数人的屈死。
就这样，武则天借助告密和酷吏一举荡平了李唐宗室势力，宗室子弟几乎被斩尽杀绝，道路已经扫平，人心已经归向。朝野上下“人人自危，相见莫敢交言，道路以目”，确实是无人敢造反了。
至此，武则天的第三步计划其实已完全实现，至于做皇帝的名号，只是一个手续问题。
登基改国号
690年，洛阳魏国寺有个法明和尚，利用武则天要称皇帝的心理。作了《大云经疏》献上。“经疏”中牵强附会地说武则天是弥勒佛投胎转世，佛让她代替李唐作皇帝，一统天下，当今大臣百姓都应向神皇尽忠，方可子孙昌炽；如有背叛，天理难容。武则天立即命令将经颁布天下，并令各州都建立大云寺，收藏《大云经》，由僧人向百姓宣讲。
同年，侍御史傅游艺带领关中的百姓九百多人站在皇宫外请求改国号“周”，赐皇帝姓武。武则天假装不同意，却又提升傅游艺为给事中。此后，文武百官及李唐宗室、远近百姓、四夷酋长、沙门、道士等各界人士六万余人组成一支极其庞大的请愿队伍，要求皇帝改李姓为武姓，改唐为周。
这年九月，武则天见“民意不可违”，表示同意皇帝李旦和百官的请求，穿上龙袍，登上则天楼，宣布改唐为周，尊号“圣神皇帝”，以李旦为继承人，赐武姓。她身穿皇帝服饰，光彩奕奕，在洛阳登上了大周皇帝的宝座。中国历史上惟一的一位女皇，就此正式诞生了。时年67岁。
武则天称皇以后，并不是万事顺利的。首先，她必须解决两个矛盾：一是她同李唐宗室争夺地位的矛盾，一是因滥杀而造成的她与大臣之间的矛盾。随着时间的推延，她与李氏的矛盾逐渐淡化下来，要解决与大臣之间的矛盾，那批酷吏可就成了替罪羊。特别是由于告密和酷吏的横行肆虐，造成了小人钻营，世风败坏，人心惶恐，冤狱遍地，怨声载道。这说明告密和酷吏的作用已经十分不得人心。武则天由此意识到，这个权宜之计使命既已完成，该是收场的时候了。
为了安定民心，稳定政局，她下令限制告密，并向酷吏开刀。武则天禁锢了当年滥告滥杀的二十七名酷吏，找机会杀掉了以善于制造“谋反”罪而著称的酷吏周兴和来俊臣，使矛盾渐渐地缓和下来。应当说，武则天晚年时期的政治气氛还是比较宽松自由的，她的统治也应当是稳固的。
周兴是个杀人不眨眼的恶魔，垂拱以后，被其陷害者有数千人。天寿二年（691），酷吏丘神勣因罪被杀，有人告发周兴与丘神勣通谋。武则天令来俊臣审理此案。这就是历史上有名的“请君入瓮”。来俊臣先不问案子，请周兴去家中饮酒。席间，来俊臣向周兴请教：“弟遇一案，罪犯坚不承认，为之奈何？”周兴说：“我有一妙计。取一大瓮，用柴炙热，投犯人于瓮中，不怕他不开口。”来俊臣听罢连称妙极，立即命人抬来一个大瓮，四周点起大火。拉周兴到瓮边说：“请君入瓮”。周兴虽未入瓮，但在流放岭南途中被仇人杀死。罪恶昭著的索元礼也是同样下场。神功元年（697）来俊臣被杀，弃尸于市，时人无不拍手称快，欲争相食其肉，可见这些人民愤之大与积怨之深。
武则天早些年借酷吏之手，为她扫荡了政敌，而今又借用酷吏的头颅，清洗自身，缓和危机。由此可见，武则天权谋之高明。
武则天践位称帝后，锐意图新，制定和实施了一系列治国安邦的政略。她的第一项政略是广招贤才。她把此项政略看成治国之本，天子之责。因此，招贤纳士，选才任能，在武则天称帝以后得到了广泛实施。她选才的方法是：一、自举。规定内外九品以上的官吏和百姓都可以“毛遂自荐”，根据自己的才能要求升官或做某官。二、试官。下令各级官吏举荐人才，亲自接见。先让其试作某官，然后提拔重用或罢免。三、员外官。这是有职无权的官，但同样领取奉禄。四、殿试贡生。亲自考贡生、亲自录取，发展完善了科举制度。五、武举，选拔有军事才能和武艺的人。这种不计门第，不讲地位，不论资排辈的选拔官吏方法，无疑是一种很好的措施，能广泛地选拔有才能的人到各级衙门任职。
武则天用人不计门第，不欺无名，不避仇怨。上官婉儿的祖父上官仪和父亲上官庭芝都被武则天所杀，上官婉儿被黥面罚做宫里的奴婢，武则天发现上官婉儿文学才华很好，就把她收在自己的身边，信任重用。批阅奏章，起草诏令都交上宫婉儿办理。又如，武则天要宰相狄仁杰推荐一个有将相才能的人，狄推荐了张柬之，说：“这人虽然老了，但有宰相的才能。”后来武则天又要狄仁杰推荐贤才。狄说：“前次推荐的张柬之，还没见用呀！”武则天说：“已经任命为司马了！”狄说：“我推荐的张柬之可以当宰相，不是当司马的。”不久张柬之被提升当了宰相。
武则天当政时期，还搜访了不少有才能而正直的人，诸如郝处俊、杜景俭、徐有功、魏玄同、魏元忠、姚崇、裴行俭、娄师德、王孝杰、唐休景、狄仁杰、王及善、朱敬则等，都是当时有才能的文武大臣。虽然其中有的被武则天杀了，但这些大臣最突出的特点是不趋炎附势、阿谀奉承，为人正派，敢于直谏。
武则天还爱护贤才。长寿元年（692），狄仁杰、任知古、裴行本、魏元忠等人陆续被酷吏所陷，投入牢狱。当