【前一阵去陕西博物馆，陕博的展馆参观路线基本是按照年代进行的，从陶器时代走到青铜时代的时候，我突然产生了一个疑问：青铜器所用的青铜属于合金，铜和其他金属是有相对确定的比例的，那么这就要求铜的纯度比较高，也就是说，挖出来的铜矿需要冶炼，在科学技术并不发达的古代，到底是通过什么来还原的呢？】
（文/观察者网专栏作者 叶子）
谈及青铜，人们脑海中最先浮出的画面大多是雄伟庄严的后母戊鼎，是造型精美的四羊方尊，是寒光凛凛的越王勾践剑，心中升腾起对古人高超制造技艺的钦佩。中国的青铜文明博大精深，今天希望这篇文章能够带领大家由“知其然”走向“知其所以然”，一起来领略古人的智慧结晶，看看青铜到底是如何冶炼出来的。
青铜器制造流程青铜是什么
首先我们从化学的角度来看一下，青铜到底是什么。
铜，大家都不陌生，它是一种常见的金属，初中化学课本里这样描述，“常温下带有金属光泽的紫红色固体”。自然界中，铜矿的露头处存在着含铜量高达98~99%的自然铜，也称红铜或纯铜。它质地柔软，延展性好，无需加热处理，锻打加工即可获得所需要的形状，最早在公元前7000多年的中东地区，便有农耕部落制造的红铜装饰物被发现。
青铜，广义上指所有以铜为主要成分的合金，但在考古界，一般是指有一定比例锡、铅的铜基合金。锡，是我们常常提到的“五金”——金、银、铜、铁、锡——之一，银白色光泽的软金属；铅，高密度柔软的蓝灰色金属，但是常温下在空气中易氧化，表面会形成一层氧化膜。红铜质地比较软，在铸造时需要的温度也较高，但在加入锡或铅后形成合金，其熔点降低，硬度增加，颜色也由红变白亮，虽然韧性有所损失，整体变得更脆，但是只要控制好比例，韧性能保持在一个合适的范围。
19世纪30年代丹麦考古学家G·J·汤姆森提出人类物质进化史的分期概念，他根据人类在不同时代使用的生产工具，将人类文明历史划分为石器时代、青铜时代和铁器时代。实际上，现代考古发掘证明，红铜的发现与使用都在青铜之前，但是为什么历史学家没有划定一个时期叫做红铜时代呢？这主要是因为人类使用红铜的同时，也普遍使用着石器，红铜制品大多都是一些小件器物，用于装饰，对整体社会生活意义不大，也无法替代石器制品的使用，所以红铜时代便没有被考古学界广泛接受。
此外还有很多人疑惑，为什么铜先于铁被人类发现和利用呢？这主要是因为铜色彩艳丽，易吸引人类的目光，且在自然界中存在天然矿藏，熔点也只有1087℃，更易进行冶炼。而与之相反的铁，自然界很少有自然铁，它主要是以氧化物或者其他化合物的形式存在，铁矿石与普通石料难以区分，此外铁的熔点在1537℃，远高于铜，难以冶炼，即便从矿石中提炼出来，也是呈现海绵状，不经捶打，无法成材。综上几点，人类对金属的冶炼和利用，先是从铜开始。
红铜的冶炼
青铜是一种比较复杂的合金，含有多种元素，冶炼技术出现较晚，我们先来研究一下成分较为单一的红铜的冶炼。
在自然界中，红铜是天然存在的，因其颜色鲜艳，非常容易吸引人们的目光，世界上先在发现的最早的铜器就是由红铜铸造的，但在我国尚未发现。学者们推测，人类或许在最初是将红铜矿石当作普通石料进行打磨，并发现了红铜良好的延展性，它不似石头那样容易碎裂，而是可以捶打变薄，制成形状各异的装饰品。后来，人类又渐渐摸索出加热到一定温度后的红铜会变软，更易塑形，铜的熔点时1083℃，若设烧到制陶时的最高温度（1000℃），红铜还可以熔化成铜水，冷却凝固后能随容器形成一定形状。
但是红铜在自然界中存量毕竟不多，与其共生的一种常见含铜矿石——孔雀石——也开始走向了人类的视野。孔雀石，化学分子式为Cu2(OH)2CO3，因其色彩与孔雀的羽毛相似，所以得名。它与红铜矿石常常分布在一起，又因为颜色与铜锈相近，所以考古学家们推测古代炼铜最早是从孔雀石开始的。人类开始尝试将孔雀石投入炉火中，在木炭存在的情况下加热到1083℃时，铜便经由氧化还原反应而制得，反应式如下：
自此，人类开始掌握了红铜的冶炼方法，但是红铜金属熔液难以铸造成型，易吸收空气，成型后器物制品往往带有气眼，表面粗糙，硬度也不足，很大程度上限制了其应用。
青铜的冶炼
青铜是怎样被发明出来的，考古学家们有两种推测：
一种观点认为，青铜是在冶炼红铜的长期实践中逐渐摸索出来的。最初从矿石中冶炼出来的红铜并不非常纯，其中含有一些杂质，如少量的铅、锡、铁等，但因为铅、锡含量很低，还不能称为青铜。可是人们无意中发现这种合金的机械性能要强于红铜，从而进一步开始有意识地向红铜中添加锡从而配制出青铜。
另一种观点认为，青铜冶炼可能是人类在采掘金属矿时，用火烧烧烤岩石，然后浇水，使矿石裂缝。锡青铜含锡25%时，熔点只有800℃，当矿石是铜锡共生矿时，在800℃左右的木炭或者干柴火焰中，便能获得青铜。
这两种观点都有一定的道理，在学界都获得了广泛支持。
