人类古代文明的产生和形成，与金属有着密切的联系。恩格斯曾将人类社会的进步分为三个时代，即蒙昧时代、野蛮时代和文明时代。人类社会进入文明时代，其标志除了文字外，就是金属冶炼的出现。而在人类物质文明发展史上，金属的发明和使用都是以冶铜和铸铜为最早，这是世界金属铸冶史上的普遍规律，在中国也不例外。
考古发现的早期铜器
中国古代铜器源远流长，璀璨绚丽，享誉全世界，有着永恒的历史价值与艺术价值。中国冶铜术是在什么时候发明的呢？目前很难作出准确的科学的结论。从古代文献记载来看，大约4000多年前，即古史传说中的黄帝时代，似乎就存在铜器了。《史记·封禅书》：“黄帝采首山之铜，铸鼎于荆山之下。”《黄帝内传》：“帝既与西王母会于王屋，乃铸大镜十二面，随月用之。”由于黄帝、蚩尤都属于古史传说中的人物，是否真有其人，尚难断定，其冶铜、制铜镜等事迹就更难确证了。不过，这些记载对于追寻中国古代铜器的起源，却有着十分重要的意义，至少可以推测铜器的出现时间应该是很早的。近年来，中国文物考古事业的发展，为解决这一问题提供了大量可靠的证据。
1956年，陕西西安半坡遗址发现了一块含镍达20%的白铜片。铜片呈薄长条形，遗址经碳14测定，距今约6000年。1973年，陕西临潼姜寨遗址发现一块半圆形黄铜片，遗址经测定距今约5000年。不过，这两件铜片遭到许多人的质疑。前者是因为含镍的白铜熔点高达1400余度，只有到了近代才能冶炼，很多人认为当时受条件所限，还不可能炼出白铜来；而后者不是当时发掘所见。1977到1978年，在甘肃省的马家窑遗址发现了一把完整的铜刀，刀背呈弓形，刀身前部呈弧状，刀身与刀把分界不明显。遗址经碳14测定及树轮校正，距今3200年左右。这是中国目前发现的最早的可辨器形的铜器。另外，在山西榆次源涡镇发现了铜渣，在大汶口文化墓葬中的骨凿上还发现了铜绿等等。
中国早期铜器多发现于龙山文化和齐家文化的遗址中，这两种文化遗址主要分布在黄河流域。龙山文化时期是已经公认的铜石并用时代，其铜器的出土地点共有十余处。如1974年在山东胶县三里河发现了两段铜锥，是由黄铜铸造而成的；1981年，山东栖霞杨家圈发现一件残铜锥，以及炼渣、孔雀石等炼铜原料。此外，河北唐山大城山也发现过两块穿孔斧形铜片；河南临汝煤山二期遗址的28号、40号两个灰坑中都发现了冶炼铜坩埚残片—这是中国目前发现的最早的金属坩埚。齐家文化处于铜石并用时代末期向青铜文化过渡时期，主要分布在甘肃和青海地区。在齐家文化遗址中发现的铜器的数量和种类都有了明显的增加，出土地点至少有8处，如甘肃武威皇娘娘台遗址、永靖大河庄遗址、永靖秦魏家遗址、广河齐家坪遗址、广河西坪墓葬、临夏遗址、青海贵南县尕马台墓葬、互助土族自治县总寨遗址。在这些遗址中出土的铜器有铜锥、铜镜、铜指环、铜刀、铜凿等等。
总的来看，在这几个时期发现的铜器有自然铜，也有人工冶炼的铜，数量还比较少，可辨器形的不到40件，加工也比较粗糙简陋。而且，经测定，这些文化遗址中铜器大都是红铜、黄铜，青铜器数量较少。如1955年河北唐山大城山出土的两件铜片，经化学分析，含铜量分别为99.33%和97.97%，应属于红铜制品。在甘肃、青海的齐家文化遗址出土的铜器中，有12件经过分析，有7件红铜，4件锡青铜，1件铅青铜。齐家文化的年代与龙山文化大体相当，但下限还要晚一些，齐家文化遗址中青铜器的增多，不仅反映了冶铜技术的进步，而且也预示着中国早期的人类将要从新石器时代迈向了青铜时代。
从天然铜到人工炼铜
根据冶金史发展的过程来看，人类从认识铜到掌握冶铜技术，经历了两个阶段：一是利用自然铜锻打成器；二是利用高温冶炼天然铜矿石，提炼块铜或用铜汁锻铸成器。就世界范围来看，许多古文化地区都曾有过使用自然铜阶段。如西亚大约从前9 0 0 0年到前4000年都是使用自然铜，又如阿里喀什出土的铜珠，年代大约为前7000年到前5800年，也是自然铜。人工冶炼铜器的出现要晚得多，大约在前3500年左右才出现，如伊朗叶海亚地区发现的前3800年前人工冶炼的含有少量砷的铜器，是中东地区目前所知最为古老的人工冶铜制品；伊拉克发现的前2800年前后的含锡青铜器，是中东地区年代最早的锡青铜。
在中国也有一个使用自然铜的阶段。甘肃东乡林家、永登蒋家坪、武威皇娘娘台、永靖大河庄、秦魏家、广河齐家坪，内蒙古霍洛旗朱开沟，河北唐山大城山，青海贵南朵马山台，山西襄汾陶寺等地发现的铜器制品，均属于迄今中国早期的铜器制品。在这些铜器制品中既有红铜、锡青铜、铅青铜，也有黄铜。这种现象表明，从前3000多年到前1500年期间，中国铜器的制作正处在一个继续利用天然铜和开发合金青铜的过渡阶段。在此之前，则很有可能还存在一个更为原始的，只局限于利用自然铜的时期。因为在大自然中，自然铜是很容易得到的，而且自然铜在中国分布非常广泛。据1943年《甘肃地质矿产调查报告书》称：“武威、张掖、酒泉之南……，祁连山北麓各沟谷中之砂砾层，含有大块自然铜。普通皆长三寸，宽二寸；所见之最大者，长一尺余，宽六寸、厚三寸，皆无棱角。”又据湖北大冶铜绿山考古队调查，该地红色粘土沉淀中发现有自然铜、孔雀石和赤铜矿。这些自然铜自然很容易为当时人类发现和使用。
从现代技术角度来看，要把铜从矿石中还原出来，至少得具备一个条件：高温。铜的熔点大约在1080度。在中国原始社会末期，烧制陶器的温度一般在950～1050度左右，两者的温度已相当接近，这就为冶炼铜器提供了重要的温度条件。也就是说，当时冶铜在火候技术上是完全可以实现了。至于冶铜术发明的具体过程，有人推测，当时人们在制造石器过程中，发现了含有铜的矿石和自然铜。为了能从铜矿石中冶炼出铜，人们就把长期应用于烧制陶器的方法用于冶铜上，这样冶铜术就产生了。另有人推测可能与森林发生大火有关；还有人认为可能与燃烧篝火有关。这些说法各有其依据，但其真实过程，还有待于进一步的研究。
中国早期的冶铜术大体有两种：铸造和锻造。小的铜器像铜指环、铜锥、铜凿等，都是锻造的。如甘肃武威皇娘娘台出土的铜锥和铜凿都是锻造过的。永靖秦魏家的铜锥和铜指环也都曾锻过。大的铜器像铜刀、铜斧等都是铸造的。如甘肃东乡林家的铜刀、河北唐山大城山的斧形铜片等都是铸造的。早期的铜器锻铸技术还比较简单粗糙。目前发现的铜器多数是单面范的，或者双面合范的，而且造型简单，只有少数的如甘肃广河齐家坪空首斧和七角星纹镜稍微复杂一点，是由多块范铸造而成的。不过，尽管早期的铜器简陋粗劣，但冶铜术的出现，对当时社会生产力的发展产生了重要的影响，它不仅促进了社会生产力发展，并且带来了生产关系的巨大变革。
金属时代的曙光
随着早期冶铜术的出现和铜器的使用，中国的远古文化进入了一个新的时期—铜石并用时代（属于新石器时代晚期）。还需要说明的是，现在学术界对铜石并用时代的看法并不一致，有的人持肯定态度，有的人持否定态度。但我们还是赞成流行的观点，即在中国新石器时代晚期存在一个铜石并用时代。通过这个时代，中国早期人类才迈出新石器时代的门槛，进入青铜时代。
铜石并用时代也叫“红铜时代”、“金石并用时代”，原为拉丁文“纯铜的”和希腊文“石的”的合体，原意是既使用铜器又使用石器的时代。因此，所谓铜石并用的时代，应是人们已经知道冶炼红铜，制作铜器，但还不知道冶炼其他金属，同时还在大量使用石器的时代。
铜有良好的延展性、可塑性和回炉性，也就是说铜可以经过锤炼做出很细、很薄的器具，铜器用坏了还可以回炉重新锻打或铸造，做成新的器具。这些都是传统的石器所不可比拟的。但是铜器也有其自身的缺点：首先，铜的原料比较少，天然存在的铜则更少。当时对铜矿的认识还存在很大的困难，而且即使认识了和发现了也不易开采。因此当时还没有足够多的原料来生产出大批铜器。其次，铜石并用时代冶炼的多数是红铜，硬度较低，不宜制造大型的生产工具。所以当时铜器比较少且较为珍贵，现在我们所能看到的也仅仅是一些小型的器具如小刀、锥、凿、指环等。由此看来，当时无论在生产中还是在日常生活中，它都还没能取代石器而占据主导地位。
中国很早就可以生产出红铜、黄铜、青铜等不同种类的铜。红铜是没有掺入其他金属的铜；青铜是在冶炼过程中加入适量的锡以降低铜的熔点和增加铜的硬度的铜；黄铜是在铜中加入一定比例的金属锌冶炼出来的铜。在中国的铜石并用时代，这三种铜都有发现。不过，大多数还是红铜，即比较纯的铜，其中还有一些是从天然铜块制造出来的。至于青铜和黄铜，还不是人们有意识地制造的合金，而是铜矿石含有锡、锌等杂质，所以冶炼出来的铜器带有了青铜或黄铜的性状。直到大约前2000年前，即夏代以前，人们才学会了制造青铜器，从而进入中国历史上光辉灿烂的青铜时代。
中国的铜石并用时代有其自身的内涵和文化特征。这一时代的铜器尽管很少，而且在实际生产和生活中所占的地位不显著，但它标志着人类又掌握了一种新的物质—金属，这是后来金属时代来临前的曙光。
