1、 我国铜和铁的冶炼开始于何时
中国古代的许多矿冶技术曾在世界遥遥领先，而有关我国古代这方面技术的记载以明代科学家宋应星的《天工开物》记载得最为完备最为系统。不过，这本书也是仅限于作者个人的见闻和经历，所以里面的内容都很简略，不可能全面反映我国古代在矿冶技术上的成就。实际上，我国古代的矿冶技术的成就远远超出了我们的想象，近二三十年来的考古发掘就证明了这一点。
在距离湖北大冶县城3千米的铜绿山上发现了一处2000多年前的古铜矿遗址，该时期相当于我国春秋末期至战国初期。铜绿山，据《大冶县志》记载：“山顶高平，巨石对峙，每骤雨过时，有铜绿如雪花小豆点缀土石上，故名。”其奇特的地貌和遍地盛开的莹蓝色铜墙铁壁草吸引着历代矿工来这里开发铜矿资源。铜绿山古铜矿遗址是迄今为止已经发掘的古铜矿中生产时间最长、规模最大的一个。
在这个遗址中，考古工作者发掘出大量用来支护井壁的圆木，采矿用的铜斧、铜锛、铜凿，木槌、木铲、铁锤、铁锄以及运载工具的藤篓、木钩、麻绳等，另外还发现了少量陶罐等生活用具。
在距离开采地不远的东北坡，考古工作者们又发现了古代炼铜遗址。“共发掘出了外形、结构基本相同的炼铜炉九座，炼铜炉上还设有炉基、炉缸和工作台。炉基用沙石、黏土等细细夯筑而成，台基内还设有风沟，炉缸在发掘出来的时候已经残破不堪，据鉴定，为高岭土等耐火材料筑成。炉身经历千年都已坍塌，工作台用黏土、矿石垒筑在炉侧，台面高于炉缸底部。”
在这些炼铜炉内残留着数量不等的炉渣，而附近的渣坑中的炉渣堆积竟高达1米多，据有关专家粗略估计，此矿区遗存的炉渣至少在40万吨以上！对这些炉渣中的含铜量进行测验的结果更是让有关专家大跌眼镜！因为在三号炉西侧发掘出的粗铜其含铜量为93%以上，而炉渣的含铜量仅为0.7%。对大冶湖边出土的铜锭进行铜含量测定，竟为91.86%。谁能想到在距今2000多年前的古代，提炼铜的技术已发展到如此高超的地步！
在我国春秋战国时期开采冶炼技术已如此发达，说明我国古代劳动人民对金属的认识更为久远。事实也是如此，古代奇书《山海经》就已经比较详细地记载了战国以前矿业开发的情况，书中曾经明确提出当时的产矿地有167处，其中有铜矿52处。春秋战国时期进一步发展，其规模不断扩大，如《管子·地数》记载道：“凡天下名山五千二百七十二，出铜之山四百六十七”。从这两组数据中，我们可以真切地看出这时矿冶业发展得多么迅速！
江西瑞昌铜岭古铜矿遗址是我国迄今为止发现的年代最早的采矿遗址。在这之前，人们一直认为西周晚期开始出现冶铜业，而瑞昌古铜矿遗址的发现使我国采铜历史往前推进了数百年。
瑞昌古铜矿遗址面积约1平方千米，采矿区约有二十多立方米。发掘出竖井53口，平巷6条，斜巷3条，露采坑一处，木溜槽一处。
由于这个采矿遗址开采的时间比较长，所以经历了好几个时期，所幸的是其地层叠压关系清晰，出土的遗物比较多，对其中的一件木制滑车进行测定，结果为商代中期的遗物，从而有力地证明了早在商代我国已经有了较发达的采矿业。除此之外，遗物中还有“陶制的鬲、罐、豆、盆、纺轮等，木制的滑车、锨、铲、水槽、瓢等，竹制的筐、盘、签等，铜制的斧、凿、锛等”。
其中出土的木溜槽也同样改写了我国冶炼技术的历史。这个木溜槽长3.5米，据有关专家鉴定，为分节水冲法选矿用的一种原始装置。而这种分节水冲法人们一直以为产生于宋代，在这之前的文献资料中并没有记载，而瑞昌铜岭选矿槽的发现，把我国的这种选矿技术往前推了2000年！
就目前的考古发现来看，我国铜的开采与冶炼技术最早出现在商代，那么，以后还会有新的考古发现推翻这个结论吗？由于考古本身的随机性，谁也不能保证。
我国人工冶铁开始于什么时候也同样是一个悬而未决的问题。地质学家章鸿钊认为是在春秋战国之间。历史学家范文澜力主东周时期已经有了铁器，并从古体铁字的一种写法推测东方的夷族最早掌握了炼铁技术。而另一历史学家李亚农则认为早在西周就已经有铁器了，赞成这一观点的还有郭沫若先生。
值得一提的是，在驰名中外的北京周口店龙骨山山顶洞人的遗迹中，考古工作者发现了很多串原始的项链，这些项链是用红线把一颗颗青鱼上眼骨穿起来制作而成的。让人奇异的是，线之所以是红色，是因为线是用赤铁矿粉染成的！在十多万年前，人类就已懂得利用金属铁锈做“染料”，这究竟是偶然的利用，还是已经掌握了这门技术呢？
放眼世界，人类掌握冶炼技术的年代更扑朔迷离。据说，在苏联的瓦什卡河岸上发现了一块稀有金属的人造合金，制造年代为距今10万年前！在秘鲁高原考古学家发现了一件铂制装饰品，要知道，熔化铂必须要有1800℃的高温熔炉！
这些现象该如何解释呢？有志于此的人可以去进一步探索。
2、 司母戊鼎之谜
司母戊鼎是世界上罕见的青铜器贵重文物之一，也是到今天为止所有出土的鼎中最大最重的，它的存在和发现本身就是一个传奇故事。它的发现和出土无不充满神奇色彩，再加上它特定的发现时期，使本来就具有很大价值的司母戊大方鼎蒙上了一层层神秘的面纱。
1939年是一个动乱的年代，时局的混乱加剧了盗墓风气的盛行，身居河南省安阳市武官村的村民自然不会忘记位于殷墟之旁的这块风水宝地，村民们开始有组织地在夜间盗掘古墓。
3月的某个深夜，在河南安阳侯家庄武官村吴玉瑶家的农田里，距武官村大墓西南隅大约80米处，随着村民的铁锹的脆响，华丽雄伟的青铜之冠、国之重宝——司母戊大方鼎出土了。
村民们忙碌了一夜，但因为鼎太大、太重而实在无法搬动，他们不甘心整夜提心吊胆地忙碌却无功而返，于是一个私掘者取来锯子，将大鼎的一只鼎耳锯下，然后又将大鼎重新掩埋。事后他们相约谁也不准说出此事。
后来，侵华战争爆发，日本人闻知此事，想花重金购买却没有得到。
抗日战争胜利后，司母戊鼎在1946年6月重新出土，作为蒋介石的寿礼，被用专车运抵南京保存。但当年被盗墓的村民偷偷锯下的一只鼎耳在动荡的年月里下落不明，这也成为司母戊大方鼎的永远的遗憾。今天我们看到的司母戊大方鼎，有一只鼎耳就是后来补铸上去的。
1959年，中国历史博物馆在北京建馆，司母戊大方鼎又被运到北京展出。现在中国历史博物馆展出的是原鼎的复制品，真品早已作为珍贵的历史文物保护起来了。
司母戊鼎总重875千克，高达133厘米，口长110厘米，宽78厘米，足高46厘米，壁厚6厘米。因为此鼎大得足够做马槽，所以人们又称它为“马槽鼎”。
司母戊鼎立耳方腹、四足中空，除鼎身四面中央是无纹饰的长方形素面外，其余鼎身各处皆有饰纹，而且各部分纹饰各具形态。鼎身四面的长方形素面周围以饕餮作为主要纹饰，四面交接处则饰以扉棱，扉棱之上为牛首，下为饕餮。鼎耳外廓有两只猛虎，虎口相对，口中含人头，鼎耳侧是鱼纹纹饰。四只鼎足的纹饰也很有特色，在三道弦纹之上各饰以兽面。鼎腹内壁铸有铭文“司母戊”。其造型、纹饰、工艺均达到极高水平，堪称商代青铜文化顶峰时期的代表作。
关于鼎身腹内的“司母戊”铭文也存在着种种猜测，首先，关于它的名字，专家就有争议。此鼎初始被定名时，专家释读其上铭文为‘司母戊’，然而随着更多同时期青铜器被发现，目前专家多认为应当释读为‘后母戊’。但由于中小学历史课本的广泛宣传，目前司母戊鼎、司母戊大方鼎等名称更为有名。
另外，对于司母戊大方鼎属商朝哪个时期也有种种不同的说法。目前学术界主要有三种观点，第一种认为这鼎是商王为祭祀他的母亲戊而铸造的，这也是大多数人认可的解释，其中的“司”解释为职司、官司、典司；第二种观点认为，“司母戊’是一个氏族的名称；第三种观点则把“司”释为祠，“祠”则是祭祀的意思。后来还有把“司”解释作王后的“后”字的。“母戊”是谁呢？根据最早的推测，“母戊”一般被认为是殷王武乙的配偶妣戊，即文丁的母亲，铸鼎者则为文丁。卜辞记载了文丁的配偶为妣癸，而武乙的配偶却不见记载，因此陈梦家认为，“母戊”可能是武乙的配偶。还有一种意见称，“母戊”可能是指武丁的配偶或祖甲的配偶，因此铸鼎者可能为祖庚、祖甲、康丁。这样，该鼎就是殷墟前期的遗物。
司母戊大方鼎最为神秘也最难让人猜测的是它是如何铸造的。司母戊大方鼎表明商朝青铜器的制作技术已经达到炉火纯青的地步，标志着我国古代青铜工艺出现第一个高峰。但是铸造司母戊大方鼎，在当时的生产力情况下仍是一件相当困难的事。
据推测，司母戊大方鼎的铸造过程是这样的。在商代，冶炼青铜用的是陶制的坩埚，它的形状和后来倒放着的头盔差不多，考古工作者趣称它为“将军盔”。据科学估算，每个“将军盔”能熔铜12.7千克。假使铸造一个中小型的铜器，只需用一个坩埚就可以了。但是，要铸造司母戊大方鼎这样的庞然大物就需要七十多个“将军盔”同时浇铸，这意味着要求几百人同时操作。如此浩大的工程该如何施工呢？有人认为勤劳智慧的奴隶们采取化整为零的战略，先分别铸好鼎耳、鼎足、鼎身，然后再把铸好的各个部分合铸在一起。经过奴隶们的长期艰苦卓绝的劳动，终于铸成了司母戊鼎。但这种猜测没有得到相关科技的论证。直到今天，在发达的科技面前，始终没有人能再现铸鼎的情况。
司母戊大方鼎是中华文明的瑰宝，它纹饰美观庄重，工艺精巧，一向为世人所钦羡。它的价值非常之高，而围绕它的种种迷雾也增添了它在世人心目中的地位，司母戊大方鼎之谜的解开，有待考古和科学技术的进一步发展。
3、 古阴阳鱼洗盆之谜
在浙江杭州博物馆内，收藏有一个青铜喷水震盆，此即“阴阳鱼洗盆”。震盆有双耳，大小如脸盆，盆底绘有四条鱼，鱼与鱼间刻有四条清晰的《易经》河图抛物线。只要在盆内加一半水，然后用手轻摩双耳，盆中刹那间就会波浪翻滚，汹涌澎湃，然后涌出四股二尺许高的喷泉，并发出易经中念震卦六爻的音响。
这件中国三千多年前的青铜喷水震盆在美国成为爆炸性的新闻。各大报纸都作了详尽报道，有的标题赫然称之为：《超级现代的中国古代科学》、《难得的中国“易经”》、《神奇的物理超导现象》等等。神奇的青铜喷水震盆，其貌及大小如一炒菜锅，但底为扁平，左右各有一把柄，盆底刻有四条鲤鱼，鱼与鱼之间刻有四条清晰的《易经》河图抛物线。
中外记者、教授、科学家及多年从事《易经》研究的权威们聚集在美国纽约一家高等学府的实验室内，用惊人的眼光观看千载难逢的神话般的宝物。根据《易经》记栽，倒半盆清水进去，按要求两手轻轻摩擦盆的两个把柄，奇迹就会出现：盆里的清水骤然波浪翻滚，汹涌澎湃，紧接着四股水柱像剑一样不停地向上喷射，约两尺多高。在四股水柱向上喷射和降落的过程中，不但形成了一种蔚为壮观的奇景，而且还奇妙地发出念震卦六驳时的古代音乐，与《史记》中所描绘的黄钟之音一致。两手少许摩擦的热量，导致如此神奇的超导能量，这种不可思议的物理效应使中外科学家深为震惊。他们说：“这真是神话般的现实、白日的梦。”
美国、日本的物理学家曾用各种现代科学仪器反复检测查看，试图找出导热、传感、推动及喷射发音的构造原理，皆不得要领。
1986年10月，科学家们用当今世界上最精密的计算机、绘图仪以及紫外线透视、扫描，将青铜喷水震盆准确无误地描画在一张图纸上，然后选拔最优秀的铸造工精工制作。于是，一只青铜喷水震盆的“挛生兄弟”在美国诞生了。很可惜，它没有喷水，发音功能也显呆板。一位物理学家说：不知它的集成构造原理，即使仿造一万次也不会成功。要想弄懂它，让它为人类服务，至少得将中国的《易经》这部伟大的科学著作弄懂。
面对中国古代科技创造的这一奇迹，现代科学只好“望盆兴叹”，把它当作不解之谜。
古人又是根据什么原理制成的青铜鱼洗盆呢？为什么现代科学技术如此发达，竟仿造不了一只古代人制作的青铜器？
类似于青铜喷水震盆的涌泉水柱，被称为孤立波和孤子现象。和一般的水波不同的是，孤波在行进过程中可以维持很长一段时间，而孤立波的存在正是非线性现象。
美国、日本等国的科学家盛赞中国古代科学集成铸造技术的伟大成就。他们认为青铜喷水震盆已成当今世界之谜，因为它已超出现代科学范畴，就如同飞碟之谜一样让人不可思议。
4、 出土宝剑锋利依旧之谜
1965年冬天，在湖北省荆州市附近的望山一号楚国贵族墓中，出土了一把锋利无比的宝剑。考古人员在墓主人身体的左手边发现一柄装在黑色漆木鞘内的名贵青铜剑。青铜剑与剑鞘吻合得十分紧密。拔剑出鞘，寒光耀目，而且毫无锈蚀，刃薄锋利。经研究人员考证，此剑即为举世闻名的越王勾践剑。
公元前770年—公元前476年，是中国历史上的春秋时期。这一历史时期，列国争雄，烽烟四起。据《左传》记载，春秋时共有诸侯国一百四十多个。涌现出齐桓公、晋文公、秦穆公、宋襄公，楚庄王等“春秋五霸”以及吴王阖闾、越王勾践等春秋晚期的著名军事霸主。
春秋时期，为了应付连绵不断的战争，各诸侯国不断改进和大量制造各式各样的武器，各国都拥有一批铸造青铜剑的能工巧匠。地处长江下游的吴国和越国由于近海，陆地上水网纵横，不利于车战，因此步战及近战利器——青铜剑便成为兵器中之翘楚。
春秋晚期，吴、越两国涌现出诸如欧冶子、干将、莫邪等当时及中国历史上最杰出的铸剑能手。吴、越铸造的名贵青铜剑，坚韧锋利无比，威披天下，声震各诸候国。这些名剑被载入史册典籍《吼山勾践石刻像》，名垂千古，流芳百世。其无论铸造工艺还是实战价值，均堪称中国宝剑铸造史上辉煌的巅峰。
两千多年前，我国古代的劳动人民就能铸造出这样好的宝剑，怎能不叫人惊叹呢！
经过分析，人们知道这些宝剑都是用青铜制造的，青铜是铜和锡的合金。纯铜很软，锡也是软性金属，但是把铜和锡两种金属以不同比例熔炼后，就能制得比纯铜和锡具有更优异性能的合金——青铜。
