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時代の転換により、任三の活躍の場所も大きく変わっていきます。
慶応3（1867）年10月、将軍・徳川慶喜は大政奉還を朝廷に奏上。260年以上続いた江戸時代は終焉を迎えます。
同年、薩長土肥（薩摩・長州・土佐・肥前）の4藩は新政府を樹立。旧幕府勢力をことごとく打ち倒して、中央集権国家の体制を構築していきます。
翌慶応4（1868）年、元号は明治と改元。江戸は東京と改称されて、日本の首都と位置付けられました。
明治政府は、欧化政策とそれにのっとった人材育成を計画。洋学教育を行う大学南校を設置します。
明治3（1870）年、全国の諸藩259藩は、自領から優秀な人物を1〜3人ほどを貢進生に推薦。300人以上を大学南校に送り込みます。
任三も藩を代表する貢進生として大学南校に入学。それまでとは打って変わって、外国語教育をはじめ、西洋の地歴や数学などを学習していきます。