Trong thời Xuân Thu, nền kinh tế xã hội các nước đã phát triển nhanh chóng. Đồ sắt được sử dụng rộng rãi, kỹ thuật cày bằng trâu được đẩy mạnh thêm một bước, khoa học kỹ thuật được nâng cao lên trình độ mới. Ví dụ, “số học” mà chúng ta nói ngày nay, thời đó gọi là “số”, đã phát triển và trở thành một môn khoa học độc lập. Bài vè về phép nhân mà chúng ta sử dụng hôm nay - bảng cửu chương, chính là do con người từ thời đó tổng kết ra. Khoa học Thiên văn có sự phát triển rất đột xuất, tháng 7 năm 613 (trước Công Nguyên), nhà Thiên văn học nước Lỗ qua quan trắc ngôi Sao Chổi quét qua Bắc Đẩu, đã lưu lại những dòng ghi chép lớn nhất về Sao Chổi Halây ở trên thế giới. Đây là ngôi Sao Chổi nổi tiếng của thời nhà Chu. Nhà Thiên văn học nước Anh Halây trước tiên đã xác định được quỹ đạo và chu kỳ vận hành của Sao Chổi Halây là người thuộc thế kỷ thứ 17 đến thế kỷ 18, thời Xuân Thu của Trung Quốc, đã có được sự ghi chép này, quả là một điều đáng kinh ngạc. Thời Xuân Thu còn xuất hiện rất nhiều nhà khoa học và nhà phát minh, như danh y Biển Thước (chuyện về Biển Thước xin xem phần Chiến Quốc), như danh tượng (thợ mộc bậc thầy nổi tiếng) Lỗ Ban... Lỗ Ban (vốn tên gọi là Côn Thân Ban, bởi là người nước Lỗ nên đời sau gọi là Lỗ Ban) được xem là cụ tổ nghề nề, mộc của Trung Quốc với hàng loạt phát minh công cụ, như bàn khoan, cửa, thước gấp... Lỗ Ban còn giỏi nghề kiến trúc và điêu khắc, có thể chế ra những đồ dùng và các loại vũ khí, đã thiết kế ra “cậu cự” rất thích hợp cho việc thủy chiến.

Trong thời Xuân Thu, Trung Quốc là nước dẫn đầu về kỹ thuật luyện đồng, luyện sắt và vượt xa các nước trên thế giới.

Có một truyền thuyết cảm động về một đôi vợ chồng nước Ngô tên gọi Can Tương và Mạc Da, biết rèn kiếm báu, nổi tiếng thiên hạ. Một hôm, Ngô Vương Hạp Lư vào cung tìm Can Tương, dặn Can đánh cho mình một thanh kiếm báu. Để hoàn thành sứ mệnh mà Ngô Vương giao cho Can tương đã trèo đèo, lội suối, tìm khắp bốn phương, mới kiếm được nguyên liệu hảo hạng. Thế nhưng, khi nấu thép lại vấp phải một số khó khăn không ngờ tới, nên đã bị thất bại hết lần này đến lần khác. Thấm thoát đã ba năm trôi qua, kiếm báu vẫn chưa rèn xong. Can Tương vô cùng lo lắng, ông biết rằng nếu không giao kiếm đúng thời hạn thì sẽ bị Ngô Vương xử tử. Người vợ của ông là Mạc Da nhắc nhở ông, nói:

- Thiếp nghe nói muốn tạo ra một vật thần diệu, thì cần phải có một sự hy sinh lớn lao.

Can Tương nói:

- Đúng vậy, ban đầu sư phụ ta rèn kiếm. Rồi, suốt cả một thời gian dài vẫn không thành. Về sau, bản thân thầy phải lao mình vào trong lò lửa mới luyện ra được cái tinh của thép vàng tuyệt diệu và tạo ra một thanh kiếm báu sắc nhọn.

Mạc Da nghe chuyện, trong lòng rất cảm kích. Để chồng khỏi bị sát hại, nàng ngang nhiên lao mình vào lò lửa đang cháy rừng rực. Cuối cùng kiếm báu đã được rèn xong. Can Tường lau chùi hai thanh kiếm báu phát hào quang ra bốn phía, màu xanh chói sáng, sắc nhọn vô cùng mà lòng buồn đau. Để kỷ niệm người vợ của mình, ông ta đặt tên cho hai thanh kiến, một thanh gọi là “Can Tương” và một thanh gọi là “Mạc Da”. Đây chính là “thư hùng kiếm” nổi tiếng. Can Tương đem thư kiếm tiến dâng vua Ngô Vương. Ngô Vương giận dữ, quát chửi Can Tương rằng đã quá thời hạn, việc lớn đã lỡ. Cuối cùng, Ngô Vương đã xử tử Can Tương. Sau này, người con trai của Can Tương, Mạc Da lớn lên, cầm thanh Hùng Kiếm “Can Tương” mà người cha để lại, đã xông thẳng vào hoàng cung, chặt đứt đầu Ngô Vương, báo thù cho cha mẹ.

Đây là câu chuyện mang tính truyền thuyết. Sử đã chép, Ngô Vương Hạp Lư đã bị Việt Vương Câu Tiễn đánh bại, bị thương, phát bệnh rồi chết, chứ không phải do con trai của Can Tương. Mạc Da giết chết. Thế nhưng câu chuyện này rất có ý nghĩa, nó đã phản ánh được một số tình hình về sự phát triển của kỹ thuật luyện kim trong thời Xuân Thu, đồng thời còn nói rõ sự tiến bộ về mỗi hạng mục kỹ thuật, sự nỗ lực vượt bậc của nhân dân lao động, thậm chí còn phải trả giá bằng cả tính mệnh mới có thể giành được.

Sau ngày giải phóng, các nhà khảo cổ Trung Quốc đã khai quật hơn mười thanh kiếm của thời kỳ Xuân Thu và đã chứng minh truyền thuyết “Thư hùng kiếm”: không phải là không có căn cứ. Năm 1965, trong một ngôi Sở mộ ở huyện Giang Lăng, tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc đã khai quật được thanh kiếm đeo của Việt Vương Câu Tiễn, trên thân kiếm có tám chữ hiện rất rõ ràng, đó là: “Việt Vương Câu Tiễn, tự tác dụng kiếm”. Thanh kiếm đồng đen này được chôn sâu ở dưới đất trên hai nghìn năm, ngày nay vẫn còn cảm giác sắc lạnh rợn người, nếu cầm nó trên tay. Mặt kiếm bóng loáng mịn màng đến nỗi phải là một công nhân mài ngày nay có tay nghề tương đối thành thạo mới hy vọng đạt tới trình độ này. Lưỡi kiếm còn rất sắc, có thể cắt đứt mười lớp giấy một cách rất dễ dàng. Năm 1979, trong một ngôi Sở mộ tìm thấy được ở huyện Hoài Dương, tỉnh Hà Nam, người ta lại khai quật được một thanh “Việt Vương Kiếm” đúc bằng đồng đen. Thanh kiếm hai lưỡi sắc bén, lưng kiếm lồi hẳn lên, chính giữa mặt kiếm khắc chìm hai chữ “Việt Vương” này đã chứng minh rằng đó là kiếm đúc ra ở nước Việt trong thời Xuân Thu. Đấy là sự thật chứng minh kỹ thuật luyện đồng đen ở thời Xuân Thu đã đạt tới trình độ rất cao.

Từ triều Thương hơn ba nghìn năm xa xôi về trước, kỹ thuật đồng đen đã rất cao siêu, lại được phát triển vào thời Tây Chu: Thương và Chu đã sáng tạo ra “Nền văn hóa đồng đen” nổi tiếng thế giới. ở thời kỳ Xuân Thu, những người thợ lại sử dụng lò đứng để luyện đồng, kỹ thuật được nâng cao thêm một bước. Năm 1973, từ trong di chỉ cổ khoáng Lục Sơn, một cơ sở luyện đồng lớn, những nhà khảo cổ học đã khai quật ba lò luyện đồng của thời kỳ Xuân Thu còn bảo toàn được tương đối hoàn chỉnh. Đường kính bên trong của lò đứng là 60 centimet, trong khi nồi nấu kim loại Ai Cập cổ đại đường kính chỉ có 13 centimet, dung lượng lại lớn, cũng tiên tiến hơn nhiều. Lò đứng luyện đồng dễ dàng nâng cao nhiệt độ ở bên trong lò, hiệu suất nhiệt cao, tiết kiệm được nhiên liệu. Có thể nói, lò đứng luyện đồng là một sự đột phá của nghề luyện đồng đen, cũng là sự phát triển to lớn của nghề luyện kim trong thời cổ đại Trung Quốc.

Đồng đen là hợp kim của đồng và thiếc, tỷ lệ đồng và thiếc có quan hệ rất lớn tới chất lượng của đồ dùng bằng đồng đen. Theo đà nâng cao của kỹ thuật luyện kim, người đời xưa đã có nhận thức tương đối sâu sắc đối với tác dụng của thiếc trong đồng đen, đối với công nghệ đúc kiếm đồng đen càng có sự nghiên cứu kỹ càng hơn. Từng có một câu chuyện thế này: khi người chú Lý Trát của Ngô Vương Hạp Lư đi sứ tới Trung Nguyên, qua nước Từ (phía bắc huyện Tứ, tỉnh An Huy ngày nay) vua nước Từ nhìn thấy thanh kiếm đeo trên người Lý Trát, thì rất ngưỡng mộ, muốn xin, nhưng lại không dám mở miệng nói ra. Lý Trát đọc được tâm ý của vua Từ, liền muốn tặng cho ông ta, thế nhưng vừa nghĩ đoạn đường phải đi còn rất xa, còn dùng nó để phòng thân, nên lúc đó chưa tặng cho ông ta được. Khi vua Từ qua đời, Lý Trát trở về đã đeo thanh kiếm lên thân cây bên cạnh mộ của vua Từ, rồi bỏ đi. Vì sao vua Từ lại nhắm trúng vào thanh kiếm của Lý Trát? Theo truyền thuyết, thanh kiếm của Lý Trát vừa sắc lại vừa dẻo. Một thanh kiếm đúc đạt được yêu cầu vừa sắc lại vừa dẻo là điều rất khó khăn. Bởi vì, muốn lưỡi kiếm sắc bén thì phải dùng loại đồng có hàm lượng thiếc cao, nhưng nếu vậy, kiếm sẽ giòn, kiếm dễ bị gẫy. Nếu muốn chiếu cố tới sự bền dẻo của lưỡi kiếm thì phải dùng đến loại đồng có hàm lượng thiếc ít, như vậy thì độ cứng của kiếm sẽ không đủ. Nhất định sẽ ảnh hưởng tới sự sắc bén của lưỡi kiếm. Phải làm sao đây? Những người thợ đã có cao kiến dùng đồng đen với hàm lượng thiếc thấp để làm lưng kiếm, dùng đồng đen với hàm lượng thiếc cao để đúc lưỡi kiếm, rồi hợp hai bộ phận lại với nhau chế thành “một thanh kiếm phức tạp” vừa sắc bén lại vừa bền dẻo nổi tiếng trong thiên hạ.

Về kỹ thuật phối hợp giữa đồng và thiếc như thế nào đã được ghi chép tỉ mỉ trong bộ sách cổ có tên gọi là “Khảo Công ký”. Sách “Khảo Công Ký” gọi loại kỹ thuật này là quy luật “lục tề”. Cái gọi là “lục tề” chính là 6 phương pháp phối hợp tỷ lệ khác nhau giữa đồng và thiếc trong đồng đen. Ví dụ, đối với chuông thường xuyên phải gõ và đỉnh thường xuyên phải chịu nhiệt độ cao thì sử dụng phương pháp phối hợp, với hàm lượng thiếc ít để đạt được tính bền dẻo tương đối tốt. Đối với rìu, giáo, mác, kích, đầu mũi tên... đòi hỏi tính bền cứng và sắc, thì sử dụng phương pháp phối hợp với hàm lượng thiếc tương đối nhiều... Đây chính là những ghi chép sớm nhất về lý luận hợp kim ở trên thế giới.

Sự phát triển kỹ thuật luyện và chế tạo đồng đen đã tạo điều kiện tốt cho việc ra đời và phát triển kỹ thuật gang thép. Căn cứ vào ghi chép trong sách cổ, đúc tạo vũ khí dùng “mỹ kim”, còn chế tạo nông cụ thì dùng “ố kim” “mỹ kim” chính là đồng đen. Còn “ố kim” chính là sắt. Đủ thấy, từ thời đó Trung Quốc là quốc gia đã nắm vững được kỹ thuật luyện và chế tạo thép sống rồi.

Chuyện “Tử Sản đúc đỉnh hình”, đã từng kể qua, cho biết: để tăng cường nền thống trị. Tử Sản đã đúc ra một chiếc đỉnh hình lớn, trên đỉnh đúc ra những điều khoản luật pháp. Chiếc đỉnh lớn này chính là được đúc ra bằng sắt, mà sắt để đúc đỉnh chính là được trưng thu từ trong dân gian. Đủ thấy đồ sắt đã tương đối phổ biến ở nước Trịnh rồi. So với việc luyện sắt sống thì đúc sắt yêu cầu điều kiện cao, sắt sống được nung chảy, đổ vào trong mô hình, chờ nguội thì lấy ra, sẽ trở thành một đồ vật có hình trạng nhất định. Cho nên việc luyện sắt sống yêu cầu nhiệt độ khá cao, dùng sắt sống đúc tạo đồ vật cũng đòi hỏi kỹ thuật tương đối giỏi. Việc đúc thành chiếc đỉnh sắt lớn phản ánh một cách đầy đủ kỹ thuật đúc sắt lúc đó đã đạt tới trình độ rất cao.

Việc luyện thép đòi hỏi kỹ thuật càng cao hơn. Năm 1975, trong một ngôi mộ ở cuối kỳ Xuân Thu, tại thành phố Trường Sa, việc các nhà khảo cổ phát hiện thấy một chiếc kiếm thép, đã đủ để chứng minh rằng ở thời Xuân Thu con người đã nắm vững kỹ thuật luyện thép. Liệu có thể dự đoán được rằng: Thư hùng kiếm trong truyền thuyết, có lẽ không phải là kiếm đồng đen mà là kiếm thép chăng?

Trong lịch sử của nhân loại, việc phát hiện và sử dụng sắt là một việc lớn đáng kinh ngạc. Trong kỹ thuật luyện và đúc sắt, nhân dân lao động thời cổ đại Trung Quốc đã có những cống hiến cực kỳ to lớn đối với nhân loại.