हे विश्व आणि यातील तारे, ग्रह, उपग्रह वगैरे सारे वस्तुमान निरनिराळ्या मूलद्रव्यांच्या स्वरूपात निर्माण होत गेले, त्यातच बहुतेक सगळे धातूसुद्धा अवकाशाच्या पोकळीत ताऱ्यांची निर्मिती होत असतांनाच निर्माण झाले आणि ब्रह्मांडातल्या धुलीकण आणि वायू यांच्या ढगांमध्ये पसरले. त्यांच्यामधून पृथ्वी तयार होत असतांना ते तिच्यासोबत आले. त्यामुळे सगळे धातू तर पृथ्वीच्या पोटात अनादि कालापासून आहेत. धातूंचा इतिहास म्हणजे मानवाने त्यांचा उपयोग करायला सुरुवात केल्यानंतर त्यात केलेल्या प्रगतीचा इतिहास आहे.
ठिकठिकाणी केलेल्या उत्खननांमध्ये जे पुरातन अवशेष मिळतात त्यांची तपासणी करून पुरातत्वविद्यावेत्त्यांना (आर्किऑलॉजिस्ट) त्या वस्तूचे अंदाजे वय आणि ती कशापासून तयार केली होती याचा एक अंदाज येतो आणि त्या काळातले तांत्रिक कौशल्य आणि विद्या यांची माहिती समजते आणि त्या भागातल्या मानवांच्या उत्क्रांतीचा क्रम समजतो. अशा प्रकारच्या सखोल अभ्यासांच्या आधाराने मानवाच्या इतिहासाचे अश्मयुग (स्टोन एज), कांस्ययुग (ब्राँझ एज) आणि लोहयुग (आयर्न एज) असे ढोबळ भाग पाडले आहेत. यातले प्रत्येक युग काही हजार वर्षांचे आहे आणि ती युगे एकमेकात बेमालुम मिसळली आहेत. अमूक वर्षी एक युग संपले आणि दुसरे युग सुरू झाले असे नाही. नव्या धातूचा शोध लागला म्हणून आधीच्या धातूचा उपयोग करणे थांबत नाही. ते सगळे धातू आजतागायत उपयोगात आहेतच. शिवाय जुन्या वस्तू वितळवून त्यातून नव्या वस्तू तयार करणेही सर्व कालखंडांमध्ये होतच राहिले आहे. त्यामुळे आज मिळालेल्या अवशेषांमधून त्यातला कोणता धातू सर्वात आधी कधी आणि कुठे सापडला किंवा तयार केला गेला याचा एक निश्चित असा क्रम सांगता येणार नाही. शास्त्रज्ञांनी अभ्यास आणि विचार करून वर्तवलेले ते त्यांचे अंदाज असतात.
माणूस अश्मयुगात वावरत असतांनाच सुमारे दहा बारा हजार वर्षांपूर्वी त्याला सर्वात आधी सोने सापडले असावे. काही ठिकाणी तांबे हा धातू सोन्याच्याही आधी सापडला असावा असे ही सांगितले जाते. सोने हा धातू आगीमध्ये जळून खाक होत नाही आणि पाण्यामध्ये गंजत नाही. त्याची दुसऱ्या कुठल्या मूलद्रव्यासोबत संयुगे न होता तो नैसर्गिक स्थितीमध्ये लक्षावधी वर्षे जमीनीत टिकून राहिला आहे. यामुळे कधी माती खणतांना किंवा दगड फोडतांना त्यात चकाकणारे सोन्याचे लहानसे गोळे किंवा वेडेवाकडे तुकडे माणसाला मिळाले आणि त्याने ते जपून ठेवायला सुरुवात केली. पण हा धातू पूर्वीपासूनच अत्यंत दुर्मिळ असल्यामुळे तो मौल्यवान झाला आणि त्याचा उपयोग दागदागिने करण्यासाठी आणि धनदौलत म्हणूनच होत राहिला. सोने हा मऊ आणि सहज झिजणारा धातू असल्यामुळे त्याचा उपयोग शस्त्रे, हत्यारे किंवा अवजारे तयार करण्यात काही अर्थ नव्हता. तो काळजीपूर्वक जपूनच वापरला गेला. सोन्याप्रमाणेच चांदीसुद्धा नैसर्गिकरीत्या उपलब्ध आहे आणि प्राचीन काळातच सापडली. तीसुद्धा मौल्यवानच होती आणि तिचाही उपयोग दागदागिने आणि नाणी या स्वरूपात होत राहिला. (आकृती १)
जगाच्या काही भागांमध्ये तांबेसुद्धा नैसर्गिक अवस्थेत सापडते, पण सुमारे सहा सात हजार वर्षांपूर्वी तांबे हा बहुधा पहिलाच धातू माणसाने खनिजांपासून कृत्रिमरित्या तयार केल्यानंतर त्याची उपलब्धता खूप वाढली आणि त्याचा उपयोग सर्वसामान्य लोकही करू लागले. तांब्याच्या खनिजाला म्हणजे एकाद्या ठिकाणच्या विशिष्ट प्रकारच्या मातीला मोठ्या आगीत भाजत असतांना त्यातून वितळलेले तांबे बाहेर पडले असावे आणि लोकांनी त्याचे गुणधर्म पाहून त्याचा उपयोग करायला सुरुवात केली असावी. तो धातू कुठल्या मातीपासून आणि कसा तयार करायचा आणि त्याला कसा आकार द्यायचा यावर पुढील दोन अडीच हजार वर्षे अनेक प्रकारचे प्रयोग करून माणसाने त्यात हळूहळू प्राविण्य मिळवले. कांस्ययुगाच्या सुरुवातीचा भाग असलेल्या या कालखंडाला काही लोकांकडून ताम्रयुग असेही म्हंटले जाते. शुद्ध तांबेसुद्धा मऊ असल्यामुळे त्याचा लढाईसाठी फारसा उपयोग नव्हता. तांब्याचा शोध लागल्यानंतर माणसाला आर्सेनिक, कथील, शिसे असे आणखी कांही धातू सापडले आणि कांही कामांसाठी त्यांचाही उपयोग व्हायला लागला.
वितळलेल्या तांब्यामध्ये कथील हा दुसरा धातू मिसळला तर ते मिश्रण थंड झाल्यानंतर त्यामधून जास्त कणखर आणि टिकाऊ पदार्थ तयार होतो असे सुमारे साडेचार हजार वर्षांपूर्वी माणसाच्या लक्षात आले. त्यात आर्सेनिक मिसळले तर त्याचे गुणधर्म अधिक बदलतात. अशा मिश्रधातूंना कांस्य (ब्राँझ) म्हणतात. यात तांबे हा मुख्य धातू असतो आणि वेगवेगळ्या प्रमाणात इतर धातू मिसळून निरनिराळ्या प्रकारांचे कास्य तयार केले जाते. त्यांचे उपयुक्त गुणधर्म पाहता त्यांचा अधिक प्रमाणात उपयोग व्हायला लागला आणि कांस्ययुग बहराला आले. ते सुमारे पुढील हजार दोन हजार वर्षे चालले. काही ठिकाणच्या खाणीमधील खनिजातच तांब्याबरोबर इतर एखादा धातू मिसळलेला असल्यामुळे त्यामधून थेट कांस्यच तयार झाले. जगाच्या पाठीवरील भारतासह अनेक देशांमध्ये केलेल्या उत्खननांमध्ये कांशाच्या मूर्ती तसेच शस्त्रास्त्रे सापडली आहेत.
तांब्याच्या वस्तूंपेक्षा या अधिक सुबक आहेत हे आकृती २ मधील चित्रांवरून लक्षात येईल. तांबे आणि जस्त मिळून पितळ तयार होते. एकाच खाणीमध्ये तांबे आणि जस्त या दोन्ही धातूंची खनिजे असतील तर त्यांना भाजल्यानंतर सरळ पितळच तयार होईल. पुरातन काळातील पितळेच्या वस्तूही उत्खननात सापडल्या आहेत. पितळ हा धातू कांस्याच्या तुलनेत कमी कणखर आणि अधिक लवचिक असल्यामुळे त्याला ठोकून त्याच्या वस्तू तयार करणे तुलनेने सोपे असते आणि त्याचा रंग सोन्यासारखा पिवळा असल्यामुळे त्या वस्तू अधिक आकर्षक दिसतात.
ओल्या मातीपासून तयार केलेल्या वस्तूला भट्टीत भाजल्यावर कणखरपणा आणि टिकाऊपणा येतो हे माणसाला अश्मयुगातच समजले होते आणि तो विटा, कौले, गाडगी, मडकी वगैरेंचा वापर करायला लागला होता. त्या कामासाठी त्याने निरनिराळ्या प्रकारच्या आणि आकारांच्या भट्ट्या तयार केल्या. अशा भट्ट्यांमध्ये दगडमातीवर केलेल्या प्रयोगांमधून तांबे, कथिल, शिसे, जस्त यासारख्या धातूंचे शोध लागत गेले. कमी तापमानावर वितळणारे हे धातू कांस्ययुगात सापडले. त्यांचा अधिक अभ्यास आणि प्रयोग करून ते धातू आणि त्यांचे मिश्रधातू तयार करून त्यांना आकार देण्याच्या तंत्रज्ञानाचा विकास होत गेला. त्यांच्यामधून नवीन साधने बनवण्याची प्रक्रिया सुरू झाल्यामुळे या कांस्ययुगात मानवी समाजजीवन आणि तंत्रज्ञान यात अश्मयुगाच्या मानाने मोठी प्रगती झाली.
आकाशामधून जमीनीवर येऊन पडणाऱ्या उल्कांमध्ये कधी कधी काही धातूसुद्धा असतात. लोखंड आणि निकेल यांचे मिश्रण असलेल्या उल्का अत्यंत कठिण असतात. उल्कावर्षावामधून पडलेल्या अशा लोखंडाचा उपयोग प्राचीन काळापासून आयुधे किंवा औजारात केला जात होता. सुमारे चार हजार वर्षांपूर्वी भूमीगत खनिजापासून लोखंड तयार करण्याचा शोध लागला आणि त्याने जगाच्या इतिहासाचे रूप पालटले. तेंव्हा सुरू झालेले लोहयुग दोनतीनशे वर्षांपूर्वी यंत्रयुग येईपर्यंत चाललेले होते. यंत्रयुगातसुद्धा लोखंडाला अनन्यसाधारण महत्व आहेच. बहुतेक सगळी यंत्रे लोखंडाच्या निरनिराळ्या प्रकारांमधूनच तयार केली जातात. लोखंड हा धातू खनिजांच्या स्वरूपात पृथ्वीवर मुबलक प्रमाणात सापडतो, पण लोखंडाचा वितळण बिंदू (मेल्टिंग पॉइंट) जास्त असल्यामुळे ते खनिजापासून तयार करण्याची क्रिया सोपी नाही. सुमारे साडेतीन ते चार हजार वर्षांपूर्वीच्या काही उद्योगशील लोकांनी लोखंडाचे खनिज आणि कोळसा यांना चुनखडीसारख्या आणखी कांही पदार्थांसोबत खास प्रकारच्या भट्ट्यांमध्ये खूप जास्त तापमानापर्यंत भाजले आणि त्यातून धातूरूप लोखंड तयार झाले. या धातूच्या अद्भुत गुणधर्मांमुळे त्याने इतर धातू आणि कांस्य यांच्यावर आघाडी मारली. इतिहासातले कांस्ययुग संपून लोहयुग सुरू झाले असे म्हंटले जात असले तरी पुढील काळातही, अगदी आजमितीपर्यंत तांबे, कथिल, शिसे, कांस्य आदी त्या युगातल्या धातूंचा विशिष्ट कामांसाठी उपयोग होतच राहिलेला आहे.
लोखंडाचे निरनिराळे प्रकार आहेत आणि त्यांच्या गुणधर्मानुसार त्याचा उपयोग केला जातो. लहान भट्ट्यांमध्ये लोखंड तयार करतांना त्याच्या द्रवणांकापेक्षा (melting point) कमी तापमानावर तप्त लोखंडाचा स्पंजसारखा गोळा तयार होतो. त्याहून अधिक तपमानावर ते वितळते तसेच त्यात कर्ब (कार्बन) मिसळले जाऊन त्याचे कच्चे लोखंड (पिग आयर्न) बनते. प्राचीन काळातल्या कांही ठिकाणी पहिल्या आणि कांही जागी दुसऱ्या प्रकाराने लोखंड तयार होत होते. या दोघांच्याही गोळ्यांना पुन्हा तापवून मऊ केल्यावर त्यांना ठोकून एकत्र जोडता येते तसेच गोल किंवा चपटा असा आकार देता येतो. या प्रकाराला रॉट आयर्न (Wrought Iron) म्हणतात. दिल्ली येथील प्रख्यात लोहस्तंभ खास प्रकारच्या रॉट आयर्नचा आहे. आकृती -३ पहा.
लोखंडाला वितळवून आणि साच्यात ओतून वेगवेगळ्या आकारांच्या ओतीव लोखंडाच्या (Cast Iron) वस्तू तयार करता येतात. या वस्तू कणखर आणि मजबूत असतात, पण त्या कांही प्रमाणात ठिसूळ असल्यामुळे त्यांना धक्क्यामुळे तडे जाऊ शकतात. लोहामध्ये विशिष्ट प्रमाणात कर्ब आणि सिलिकॉन, मँगेनीज यांचेसारखी इतर कांही द्रव्ये मिळवली तर त्यामधून पोलाद तयार होते. हा धातू मजबूत तसाच लवचिकही असतो. पोलादाला तापवून थंड पाण्यात बुडवले तर ते जास्तच कणखर होते. त्याला धार लावता येते आणि ती बोथट न होता टिकून राहते. यामुळे त्यापासून भाले, कट्यार, खंजीर आणि तलवारी यांच्यासारखी धारदार शस्त्रे तयार होऊ लागली आणि या पोलादी शस्त्रांमधून सामर्थ्य निर्माण झाले. आदिमानव लहान टोळ्यांमध्ये रहात होते. मानवाच्या हातात घातक शस्त्रे आल्यानंतर मोठी राज्ये-साम्राज्ये तयार झाली, त्यांनी शस्त्रास्त्रांनी सुसज्ज अशी सेनादले बाळगली आणि त्यांच्या जोरावर ते आक्रमणे व युद्धे करायला लागले. पुढे लोखंडामधूनच तयार केलेली तोफा, बंदुका यासारखी लांब पल्ल्यावर मारा करणारी शस्त्रेही निघाली आणि त्यामुळे जगभरात कमालीची उलथापालथ झाली.
शस्त्रे आणि अवजारे यांचा विकास नेहमीच हातात हात घालून होत आला आहे. (आकृती -४) पोलादाचे गुणधर्म पाहून त्याचा उपयोग शेती, उद्योग आणि घरातदेखील व्हायला लागला. शेतकामासाठी कुदळ, पहार, कुऱ्हाड यासारखी, कारखान्यांसाठी हातोडे, घण, करवती वगैरे औजारे, यंत्रे आणि वाहने यांच्यासाठी चाके, बांधकामासाठी खांब आणि तुळया आणि घरातल्या उपयोगासाठी सुरी, कात्री, दाभण, तवा, झारा अशा अनेक वस्तू तयार होत गेल्या. लोहारकाम हा एक महत्वाचा उद्योग सुरू झाला. लोखंड आणि पोलादाच्या शोधानंतर अधिक कार्यक्षम आणि टिकाऊ साधने आणि उपकरणे तयार करता आली. त्यातून माणसाच्या जीवनाला आणि इतिहासाला कलाटणी मिळाली.
त्यानंतर लोखंड तयार करण्याच्या विद्येत अनेक सुधारणा होत गेल्या. चांगल्या दर्जाचे खनिज वापरणे, भट्ट्यांचा आकार वाढवणे, त्यांमध्ये जाळण्यासाठी चांगल्या ज्वलनशील लाकडांपासून केलेला कोळसा तयार करणे, आगीची आंच वाढवण्यासाठी भात्याने हवा पुरवत राहणे यासारखे प्रयत्न होत राहिले. साध्या कोळशाशिवाय दगडी कोळशाचाही उपयोग सुरू झाला. त्यामधून लोखंडाचे उत्पादन वाढत गेले. लोखंडामध्ये इतर धातू मिसळून निरनिराळ्या यंत्रांना किंवा शस्त्रांना उपयुक्त असे विशिष्ट गुणधर्म असलेले किंवा कमी गंजणारे अनेक प्रकारचे मिश्रधातू तयार होत गेले, त्यांना पत्रे, सळ्या किंवा नळ्या अशासारखे आकार देऊन आणि त्यांचा उपयोग करून नवी शस्त्रास्त्रे तसेच यंत्रे आणि उपयोगाची साधने तयार होत गेली .
धातूंचे शोध आणि उपयोग यामध्ये सुमारे तीनशे वर्षांपूर्वीच्या काळापर्यंत झालेल्या प्रगतीचा थोडक्यात आढावा या लेखात घेतला आहे. त्यानंतर म्हणजे वाफेच्या इंजिनाच्या शोधापासून सुरू झालेल्या यंत्रयुगामध्ये खाणीमधून खनिजे काढणे, त्यापासून निरनिराळे धातू निर्माण करणे, नवनवे नवीन धातू शोधून काढणे आणि या सर्वांपासून उपयोगाच्या वस्तू तयार करणे या सर्वच बाबतीत झपाट्याने वाढ झाली. विज्ञान आणि तंत्रज्ञान क्षेत्रात पुढील काळात प्रचंड वेगाने प्रगती होत गेली आणि तिची पुढील घोडदौड चालू आहे.
हजारो वर्षे चाललेल्या अश्मयुगामध्ये माणूस फक्त दगड, माती किंवा लाकूड अशा निसर्गात उपलब्ध असलेल्या पदार्थांचा उपयोग करून अत्यंत साधी राहणी रहात होता. कांस्ययुगामध्ये त्याने तांबे, कांस्य, पितळ यासारख्या धातूंचा उपयोग करून आपले जीवन सुधारले आणि लोहयुगात तो अधिकाधिक शक्तिशाली होत गेला. मानवी सभ्यतेच्या उत्क्रांतीमध्ये निरनिराळ्या धातूंनी अत्यंत महत्त्वाची भूमिका बजावली आहे.
