인간사회는 석기시대에 이어 청동기시대를 거쳐 철기시대로 들어갔습니다. 청동은 주석이 함유된 구리로, 의식용 도구, 저장용 도구, 농구기구 등을 만들 수 있었습니다. 철은 구리보다 강했으며 주로 도구와 무기를 만들 때 사용되었습니다. 중국의 청동기시대는 적어도 기원전 1600년의 상나라 시대부터 시작되었으며, 철기시대는 기원전 500년경의 봄ـ 여름 시대에 번성하였습니다. 이 두 시대 사이에 1,000년 이상의 기간이 있었습니다. 그러나, 지각에서 철의 함량은 약 5.6%이고 구리의 함량은 0.006%에 불과합니다. 일반적으로 희귀한 것이 더 값어치가 있는데, 오늘날에도 구리가 더 비쌀 수 있습니다. 그렇다면 왜 고대의 노동자들은 먼저 구리 도구를 사용한 후 철 도구를 사용했을까요?
이러한 역사적 상황은 적어도 두 가지 이유 때문에 발생했습니다. 첫째, 물질의 용융점입니다. 용융은 합금을 만들기 위한 첫 번째 단계입니다. 구리의 용융점은 약 1083℃로, 철의 1535℃ 용융점보다 훨씬 낮았고, 청동 합금의 용융점은 더 낮았습니다. 고대에는 높은 온도를 달성하는 것이 어려웠고, 오늘날에도 많은 에너지가 필요합니다. 일반적인 석탄 불로는 철의 용융점을 달성하기 어렵고, 오늘날에도 풍차 없이는 불가능합니다. 중국에서 풍차가 널리 사용되기 시작한 것은 기원전 500년경이었고, 이때가 철기의 시작 때입니다.
두 번째, 금속의 활성도입니다. 활성도는 금속의 화학적 특성입니다. 자연에서 단순 형태로 존재하는 금속은 일반적으로 불활성입니다. 예를 들면 금은 매우 불활성한 금속입니다. 반면, 화합물 형태로 존재하는 금속은 활성으로 간주됩니다. 예를 들면 소금(클로라이드)의 나트륨입니다. 구리도 불활성한 금속이며, 환원이 비교적 쉽습니다. 그러나 철은 구리보다 훨씬 더 활성입니다. 환원이란 금속 원소로 되돌아가는 것을 의미하며, 금속 화합물에서 순수한 금속을 추출하는 것을 포함합니다.
아마도 구리는 아가트의 형태로 숨겨져 있었고, 고대인들은 우연히 아가트로 로كن 불로를 만들었을 것입니다. 그런데 철을 제련하는 것은 그닥 쉬운 일이 아니었을 것입니다.