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黄河的波涛后浪推前浪，历史的车轮滚滚向前。在新石器时代晚期开始出现了铜器，人类社会于是进入铜石并用时代。铜石并用时代大约是距今5000年前后至距今4000年左右。在这个时期，远古的黄河儿女由母系氏族公社进入父系氏族公社。
在铜石并用时代，黄河流域的文化遗存有主要分布于北京地区的雪山第二期文化，中原地区的河南龙山文化，山东大部分地区的山东龙山文化，陕西境内的客省庄第二期文化，东起泾河和渭河上游、西至黄河上游龙羊峡、北抵宁夏清水河流域、南达四川汶川县的马家窑文化类型，黄河上游及其支流湟水、洮河、庄浪河流域及永昌以东的河西走廊、渭河上游的天水、武山一带、宁夏南部的半山文化类型和马厂文化类型，东起泾河和渭河上游、西至湟水流域、南抵白龙江流域、北抵内蒙古阿拉善左旗附近的齐家文化。通过各地发掘的大量文化遗存，人们可以明显地看到，在原始社会的末期，黄河远古儿女前进的步伐是大大加快了。
这个时期的农业生产工具已有很大的改进。打制石器已经极少见到，磨制石器广泛流行开来，并且磨制得更加规整、更加精细，达到了石器制造技术的顶峰。不少地方出现了大型磨光石斧、石锛，磨光石耜和石锄也普遍增多。农业生产已成为主要的生产部门。农作物的种植，除了传统的粟、黍以及在与长江流域接壤地区种植的水稻外，还有麦和高粱。考古学者在甘肃民乐县东灰山新石器时代遗址中曾发现5000年前的已炭化的大麦、小麦和高粱籽粒，此时这些农作物的种植当更广泛。大豆等许多粮食作物可能也已在某些地方种植。不少地方还种植麻、桑和一些果树。中国传统的六畜——马、牛、羊、鸡、犬、猪在各地的家畜中大都已经俱全。
黄河流域传统的粟作农业在这时得到大面积的推广。不仅土地肥沃的河谷平原种上了庄稼，就连土地贫瘠的偏远山区也开出了一片片粟地。到远离水源的荒原去定居、垦殖需要解决水的问题。黄河的远古儿女又以他们的聪明才智发明了打井技术。考古工作者已在黄河中游的中原地区发现了十余口龙山时期的水井。它们大都是土井，但也有比较先进的木结构的水井，有的水井还发现有破碎的汲水陶罐。它们除提供饮水和制陶用水外，也可能用于小块田地的灌溉。
手工业技术获得了长足的进步。制陶业是这个阶段发展最为显著的一个部门。彩绘的陶器代表这个时期的最高水平，特别是黄河上游的彩陶更进入繁荣阶段。马家窑文化的青海大通县上孙家寨遗址出土的彩陶盆，器表为橙红色，内外壁和口沿都绘有黑色花纹，内壁环绕盆周绘有三组舞蹈场面，用相同的几何图案隔开。每幅画面都有8个舞蹈者，手拉着手，头朝向同一个方向，做着同一个舞蹈动作，脑后的发辫或装饰物也都朝着同一个方向摆动。舞蹈者脚下画着四条平行线，代表着大地。如果盆中盛水，小小的水盆就仿佛变成了黄河，恰似村民在劳动之余，脚踏着黄土地，面对着滚滚的黄河水，并肩携手，在悠扬的歌声中翩翩起舞，优美的舞姿与水中的倒影互相辉映。在龙山文化的山西襄汾陶寺遗址中，考古工作者还惊喜地发现了一件彩绘蟠龙陶盘。它以红色颜料做底色，再用蓝黑色颜料绘出一条盘旋着身子的蟠龙，这是中原地区最早发现的蟠龙图像。中华民族自称是龙的传人，看来对龙的崇拜已有极其久远的历史。
铜器的铸造是这个时期的一项重大成就。早在仰韶文化的陕西姜寨遗址中，考古工作者就发现过一件黄铜片和一件黄铜管状物，经鉴定，其年代距今已有6000多年，系铸造而成。至距今约5000年左右，在黄河流域的许多文化遗存中都有残铜器、残铜片和冶铜用的坩锅残片、铜渣出土。马家窑文化的甘肃东乡林家遗址曾出土一把完整的青铜刀，河南龙山文化的淮阳平粮台遗址发现了炼铜剩下的铜渣，临汝煤山、郑州牛砦等遗址出土过坩埚残片，河北武安赵窑的仰韶文化遗址也发现过坩埚残片和炼铜渣。
农业、手工业的发展使黄河流域的社会面貌发生了巨大的变化。人们定居的聚落不再局限于河流旁边的台地，就是那些远离水源的坡地、山冈也有定居的农户，出现了原始的聚落。聚落的房屋建筑的形制与风貌已和仰韶文化时期大不相同。由于过去长期居住在天然的洞穴里，仰韶文化时期人们开始搭建的房子只是模仿天然洞穴，在地上挖开一个方形或圆形的土坑，在四周插入一根根顶尖向内倾斜的木柱，然后覆盖树枝、茅草，抹上泥浆，构成一个半地穴式的房舍。仰韶文化晚期，就黄河流域的大部分地区来说，一般的房屋都是平地起建，半穴居式的已经为数不多了。到铜石并用时代，房屋建筑更加讲究，几乎都是圆形的地面建筑，半地穴式的已经完全被淘汰。
社会面貌的变化更主要表现在父权制的确立以及由此引起的一系列的变化。那时候，氏族、胞族、部落的组织形式仍然存在，为了保卫本氏族和部落的安全，一些部落还结成联盟，形成更高层次的部落联盟，但父系家族已成为共同的生产和消费单位。到铜石并用时代，以父权制为基础的一夫一妻制的个体小家庭更代之成为共同的生产和消费单位。在父权制确立的同时，私有财产也出现了，造成家族长与家族成员之间财富的差别，导致各个家族之间地位的不平等。氏族内部的分化势必导致原来的家族—氏族结构的瓦解，而为家族—宗族结构所取代，并导致家族—宗族之间不平等现象的出现。
随着生产力和父权制家族的发展，在聚落分化的基础上必然产生阶层与阶级的分化。阶层和阶级不断分化，阶级矛盾逐步加深，中心聚落进一步得到发展，进而出现了城邑。从仰韶文化、大汶口文化时期开始，黄河流域已陆续出现许多用夯土城墙或石头筑成的城堡。在陕西榆林神木石峁，考古工作者发现了一座中国新石器时代规模最大的石构城址，是一座面积超过400万平方米，分外城、内城、宫城，形成“金字塔”式的大型人工建筑，出土了数量巨大、品类丰富的陶器、骨器、石器、玉器等文物。在山西南部临汾盆地的陶寺发现了一片面积达200万平方米的城址，内有宫殿和“礼天”的祭祀坛遗址，并出土了距今约4000年的我国所见年代最早的一批骨制口弦琴，数达20余件。1977年，在河南登封市告成镇西边约1000米处的王城岗台地上发现了一座距今约4000多年的城址。它坐落在颍水及其支流五渡河的交汇处，东、南、西三面环水，北依嵩岳，四周都有天然屏障。城址分为东西两个部分，皆呈方形，可见是由东西并列的两座方形城堡构成的。东城大部分已被五渡河水冲毁，只残存西南角的一小部分。西城是利用东城原有的西墙往西修筑的，四面皆有城墙，现今北墙只剩西段不到30米的一部分，西墙和南墙还较完整，均为八九十米长。整个西城周长约300余米。东西两城合在一起周长约600米，面积约2万平方米。另外，考古工作者还在内蒙古包头阿善、凉城老虎山、准格尔寨子塔、河南辉县盂庄、郾城（今济南漯河市郾城区）郝家台、安阳后岗、郑州西山、淮阳平粮台、山东章丘城子崖、寿光边线王、邹平丁公村、临淄田旺村、阳谷景阳冈、王庄、皇姑冢、茌平教场铺、大尉、尚庄、东阿王集等地发现过一批史前城址。这些城址最小的面积为几千平方米，最大的达到30多万平方米。综合各处城址的考古发掘资料，可以看出，这些城邑都有适应某种制度要求的统一规划，表明当时已存在某种组织、协调、管理的权力系统。城里有夯筑的台基遗存，存在着宫室、宗庙之类的建筑物，城内的建筑物划分为不同的等次，说明当时的居民已存在明显的阶级、阶层差别。除了筑有城垣，有些还修有防御性建筑，并挖掘了护城河，反映出当时存在着残酷的战争。张澍补注《世本》引《吴越春秋》说：“筑城以卫君，造郭以守民，此城郭之始也。”城邑就是适应新生的奴隶主贵族保护自己、统治平民和奴隶阶级以及强化社会管理职能的需要而出现的。这种城邑往往与附近较小的城堡和周围的村落结合在一起，组成一个酋邦，这就是古籍中所说的“方国”。这种酋邦是国家的前身或雏形。
城邑的普遍出现使黄河流域的聚落形态为之一变。它既是阶级矛盾尖锐化的产物，也是社会发展的重要里程碑。酋邦制的确立预示着原始的氏族社会即将结束，国家的产生和阶级社会即将开始。文明形成的本质是国家的产生。一个全新的文明时代也就到来了。