汉军切断水源，包围了大宛国都贵山城四十天。大宛胆战心惊，大臣们只得把此前隐瞒名马、冷遇并最后杀害汉使的责任推给王，杀王献马。于是，李广利终于降伏了大宛，被封为海西侯。
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从李广利远征大宛起，汉和匈奴的关系就再度阴云密布。记录显示，当时连续几年都是天候异常。对农耕生活而言，因为平时有储备，就算一两年颗粒无收人们也能坚持下来。然而对游牧生活来说，牛羊若全死了就无计可施，毕竟动物死亡后肉不能长久保存。所以匈奴内部政局不稳，这也是必然的。此时的匈奴首领叫做儿单于，据说是个年轻的暴君。儿单于由于年少，再加上异常天候也使得人心不安，所以对民众实行高压政策。这自然引起了一部分人的反抗，他们想借助汉朝力量打倒儿单于。为了援助这股势力，汉在长城外建立基地，分派给赵破奴两万余骑兵。然而，试图推翻儿单于的政变却失败了，汉军被孤立在敌人的地盘上，在八万匈奴军包围下成了俘虏。第二年，儿单于死去，他的叔父继位，但也在次年死去。儿单于叔父的弟弟且鞮侯做了单于，送还了汉的俘虏。
五年时间立了三任首领，也是匈奴政局不稳的原因之一。在这种情形下，匈奴若跟汉起了战事就会陷入困境。于是匈奴向汉送去国书，打算修复关系。然而，且鞮侯单于的地位不稳固。匈奴内部也有强硬派，他们反对和汉缔结屈辱性质的和约。汉派中郎将苏武出使匈奴，确认和亲，却被匈奴扣留。
地位极高的使节被扣留，这成了开战的理由。天汉二年（前99），贰师将军李广利率领三万骑兵，从酒泉（甘肃省）向天山出击。自元狩四年（前119）汉军远征把匈奴赶到了遥远的漠北，已经过了整整二十年。在这次远征中发生了著名的李陵案。李陵是秦名将李信的后代，父亲李广是一员猛将，出征匈奴，失败，为庇护部下而自杀。李陵奉职骑都尉，是年俸两千石的军中干部。武帝本想让他指挥辎重队，但李陵请愿去往前线。因已经没有骑兵可用，于是他领步兵出击。
汉三万中军被匈奴所围，多亏一名叫赵充国的猛将率军奋战，终得破围而出，但全军损失了六七成兵力。李陵的五千步兵遭遇了单于的三万骑中军，经八日死战，部将伤亡大半，刀折箭尽后，他投降了匈奴。
长安朝廷接到报告，在御前会议上定议李陵之罪。这一次太史令司马迁为李陵辩护，激怒了武帝，被处以宫刑，也就是去势的刑罚。武帝何以发怒呢？他本意是想让情人的哥哥李广利建功立业，而司马迁的话却包含了这样的意思：他强调李陵的五千步兵遭遇的是匈奴的中军，言外之意是李广利遇到的只不过是匈奴的分队，却蒙受了巨大的损失。
司马迁和李陵非亲非故，也就是朝堂上见过面而已。然而他却为李陵异常热情地辩护，实际上是想批评李广利吧——武帝大概是这么想的。
受宫刑对士大夫来说是莫大的耻辱。本来理应以死来保持尊严，但尽管如此，司马迁之所以忍辱负重，是为了实现父亲司马谈的遗言，完成《史记》。
出狱后的司马迁已五十岁（一说四十岁），武帝六十一岁，这一年是太始元年（前96）。武帝死于七十岁，他在位的五十年中，不得不说最后十年实际上是黑暗的时代。司马迁在这个黑暗时代完成了《史记》。
从司马迁遭刑罚的时候起，就可以看到黑暗时代的兆头。应该注意，为李陵辩护的只有司马迁一人。如前所述，对李陵的辩护被看做是对李广利的批评。司马迁受刑反映出批评武帝情人的哥哥极为凶险，而这在廷臣中已是常识。
现今，花甲还被认为是壮年，但在当时已经是老年了。武帝在《秋风辞》中把四十四岁的自己说成是“奈老何”。六十岁的武帝已经上了年纪，判断力也变得不太正常。独裁者的老化是可怕的，但最可怕的是有人专门迎合这样的皇帝的心意，并以此实现自己的野心。
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我们再提一下陈皇后失势的原因，这就是施行“巫蛊”。就像前面所提到的，这是把木人偶埋在地中，让巫人施咒后再往地面上泼酒的诅咒方法。当时的人们相信这样做是有效果的。正因如此，施行“巫蛊”妖术的人往往被严罚，处以死刑。不过也有人为陷害他人而设下这样的局。如果被人查到这类东西，不管有多高的身份，也会被完全拉下水。陈皇后是武帝的表妹，再加上武帝自己也因卫子夫的事情对陈皇后有所歉疚，所以只是让她退位完事。不过陈皇后是个例外，如果是其他人就只有死路一条。
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