Возможность трансмутации обосновывалась алхимиками на основе теории четырёх элементов-стихий. Сами элементы, сочетанием которых образованы все вещества, способны превращаться друг в друга. Поэтому превращение одного металла в другой считалось лишь вопросом искусства. Предпосылкой возникновения идеи трансмутации могло быть известное с древности изменение окраски и свойств металла при введении некоторых добавок.

Трансмутация металлов и стала основной задачей алхимии на протяжении всего её существования. Первые описания способов изготовления сплавов, подобных благородным металлам, имеются уже в работе Болоса; там описывается приготовление латуни – жёлтого сплава меди с цинком, который, по его мнению, являлся золотом.

Ещё одно важное сочинение александрийского периода – энциклопедия, которую около 300 г. написал Зосим Панополит. В этой книге, представляющей собой список производственных рецептур, дополненных мистикой, им собраны все знания по алхимии, существовавшие за предыдущие пять или шесть веков. Зосим определял алхимию как искусство делания золота и серебра, причём указывал на запрет распространения тайн этого искусства.

Древний Восток

К IV-III вв. до н. э. восходит начало китайской алхимии. Самый ранний из известных нам письменных источников - алхимический трактат «О единении триады» относится ко IIв., ставший классической работой по китайской алхимии. В Индии алхимия играла второстепенную роль, не составляя, как у китайцев, основной сути религиозного мировоззрения. Но уже в VIII веке до н. э. в брахманическом тексте «Шатапатха брахмане» встречается алхимическое отождествление золота и бессмертия. Только в III в. Индию затронуло влиянии алхимии: идеями трансмутации, алхимического использования ртути, изготовления жидкого золота для продления жизни. Индийская алхимия работала с идеей колеса с шестью спицами, делящими поле на шесть планетных царств, шесть классов существ, шесть человеческих состояний, шесть металлов. Точка в середине соответствует царю - на земле, солнцу - на небе, золоту среди металлов. В Индии отмечено, с одной стороны, влияние тантризма на даосскую алхимию и, обратно, влияние китайской концепции инь-ян на индийскую алхимию. Через индусов и арабов китайская алхимия повлияла и на европейскую алхимию.

Византия

Византия IV века была источником алхимических идей в Европе. После завоевания арабами Египта в VII веке они принесли наследие александрийской школы в завоеванную ими Испанию, которая стала вторым после Византии местом распространения алхимических идей в Европе. Греческая теория первоэлементов и египетская технология трансмутации встретились в древней Александрии и были развиты арабским алхимиками (Джабир ибн Хайян, Абу Бакр Мухаммед ибн Закария Ар-Рази и др.). Summa Perfectionis арабского алхимика Джабира известна как первый дошедший до нас классический труд по практической алхимии.

В VII веке началось распространение ислама, что привело к созданию огромного Халифата, включавшего Малую и Среднюю Азию, Северную Африку (включая Египет) и юг Пиренейского полуострова в Европе. Арабские халифы, подобно Александру Македонскому, покровительствовали наукам. На Ближнем Востоке были созданы университеты, на несколько столетий ставшие главными научными центрами. Слово khemeia преобразовалось в арабском языке в al-khimiya, давшее название современному той эпохе этапу развития науки.

Теоретической основой арабской алхимии стало учение Аристотеля и его идея о взаимопревращаемости элементов. Однако для интерпретации опытных данных, касающихся свойств металлов, теория Аристотеля оказалась не слишком удобной, поскольку описывала физические свойства вещества. Развитие алхимии потребовало создания новой теории, основанной на химических свойствах веществ.

Абу Муса Джабир ибн Хайян (721-815) разработал ртутно-серную теорию происхождения металлов, которая стала теоретической основой алхимии на несколько столетий. Она более конкретно объясняла свойства металлов (горючесть, блеск, ковкость) и обосновывала возможность трансмутации, а также являлась попыткой теоретического обобщения опытных данных. Суть теории состоит в следующем— в основе всех металлов лежат два принципа – Ртуть (философская Ртуть) и Сера (философская Сера). Ртуть является принципом металличности и воплощением женского начала, а Сера – принципом горючести и представляла собой мужское начало. Эти принципы являются носителями свойств металлов, подтвержденных экспериментами с высокими температурами. Многие века действие высоких температур было наилучшим методом упрощения состава тела. Философская Ртуть и Сера не тождественны ртути и сере как конкретным веществам, а несут в себе лишь их принцип.

Согласно учению Джабира, сухие испарения, конденсируясь в недрах Земли, дают Серу, мокрые – Ртуть. Затем под действием теплоты два принципа соединяются, образуя семь известных металлов – золото, серебро, ртуть, свинец, медь, олово и железо. Золото образуется при соединении чистых Серы и Ртути и воздействии на них некоего "эликсира", который приводит к превращению металлов в золото и серебро. Позднее в Европе эликсир получил название "философский камень". Проблема трансмутации, таким образом, в рамках ртутно-серной теории сводилась к получению эликсира.

По мнению алхимиков, процесс превращения "несовершенных металлов" в "совершенный металл" – золото – может быть отождествлён с "излечением" металлов. Поэтому эликсир должен был обладать магическими свойствами – исцелять болезни и давать бессмертие. Вообще арабская алхимия всегда была связана с медициной, которая в арабском мире была развита весьма высоко, и почти все арабские алхимики были известны ещё и как врачи.

Среди арабских учёных выделяется знаменитый бухарский врач Абу Али аль Хусейн ибн Абдаллах ибн Сина, или Авиценна, явившийся первым критиком идеи трансмутации металлов, каковую он считал невозможной, и считавший основной задачей алхимии приготовление лекарственных средств.

Абу Бакр Мухаммед ибн Закария Ар-Рази (864-925), в европейской литературе известный как Разес, внёс в ртутно-серную теорию некоторые изменения. Поскольку свойства солей металлов сложно объяснить двумя принципами, Ар-Рази добавил к ним принцип растворимости (хрупкости) – философскую Соль. Ртуть и Сера, по его мнению, образуют твёрдые вещества лишь в присутствии Соли. В таком виде теория приобрела логическую завершённость и просуществовала несколько веков. Ар-Рази предпринял также попытку объединить учение Аристотеля с атомистической идеей. Четыре стихии Аристотеля— это четыре вида атомов, движущихся в пустоте и различающихся формой и размером. Ар-Рази в своих сочинениях подробно описывал химическую посуду, оборудование, весы и лабораторные приёмы.

В целом именно во время арабского этапа были созданы основные теории алхимии, разработан понятийный аппарат, лабораторная техника и методика эксперимента. Арабские алхимики добились огромных практических успехов – ими выделены сурьма, мышьяк и фосфор, получены уксусная кислота и растворы сильных минеральных кислот. Арабская алхимия была вполне рациональна; мистические элементы в ней представляли собой скорее дань традиции. Важнейшей заслугой арабских алхимиков стало создание фармации, развившей традиции античной медицины.

После XII века арабская алхимия начала приходить в упадок. Последним крупным арабским алхимиком стал Ал Джилдаки (первая половина XIV в.), написавший ряд сочинений, систематизирующих труды его предшественников. Центр научной мысли стал перемещаться в Европу.

Европа

Европейские государства, прежде всего южные страны, довольно тесно контактировали с Византией и арабским миром, особенно после начала крестовых походов (с 1096 года). Европейцы смогли ознакомиться и с блестящими достижениями арабской цивилизации, и с античным наследием, которое сохранили именно арабы. В XII веке начинаются попытки перевода на латынь арабские трактаты и сочинения античных авторов. Тогда же в Европе были созданы первые светские учебные заведения – университеты. С XIII века можно говорить о европейской алхимии как об особом этапе алхимического периода. В период с XII по XVII век алхимией занимались известные ученые, оставившие след в европейской науке.

Между арабской и европейской алхимией возникли существенные отличия. Европейская алхимия развивалась в обществе, где католическая церковь активно вмешивалась во все сферы общественной, в том числе светской, жизни; возникновение идей, не соответствующих догмам христианства, было небезопасным. Алхимия в Европе начиная от ее зарождения находилась на полуподпольном положении; в 1317 году папа римский Иоанн XXII предал алхимию анафеме, после чего алхимики могли быть объявлены еретиками и переданы инквизиции. Одновременно с этим, как светские, так и церковные европейские властители, объявив алхимию вне закона, в то же время покровительствовали ей, рассчитывая на потенциальные выгоды, которые сулило нахождение способа получения золота. Вследствие этого европейская алхимия, как и александрийская, изначально являлась герметической наукой- доступной только узкому кругу посвящённых. Этим объясняется характерное для европейской алхимии чрезвычайно туманное изложение результатов поставленных экспериментов. Впрочем, довольно долго европейские сочинения по алхимии представляли собой лишь переводы либо компиляцию арабских трактатов.

Первым знаменитым европейским алхимиком стал монах-доминиканец Альберт фон Больштедт (1193-1280), более известный как Альберт Великий. Такие труды Альберта, как «Книга об Алхимии», «О металлах и минералах», «Алхимический свод», сыграли важную роль повышении значимости натурфилософии Аристотеля для европейских учёных позднего средневековья и начала Нового Времени. Среди первых европейских алхимиков он детально описал свойства мышьяка. Альберт Великий высказывал также мнение о том, что металлы состоят из ртути, серы, мышьяка и нашатыря.

Современником Альберта Великого был английский монах францисканец Роджер Бэкон (1214-1292), написавший знаменитейшие трактаты «Зеркало Алхимии» и «Могущество алхимии». В них даётся подробное описание природы металлов с точки зрения ртутно-серной теории. Бэкон определял алхимию как науку, указывающую, как приготовлять и получать некоторое средство, эликсир, которое, брошенное на металл или несовершенное вещество, делает их совершенными в момент прикосновения.

По мнению Бэкона, приготовление эликсира из "первичной субстанции" осуществлялось в три стадии – нигредо (чёрная стадия), альбедо (белая, в результате которой получается эликсир, превращающий металлы в серебро) и рубедо (красная— эликсир, создающий золото, магистерий).

В работах Альберта Великого и Роджера Бэкона доля мистицизма была сравнительно невелика. К основоположникам мистических течений часто относят испанского врача Арнальдо де Виллановы (1240-1313) и Раймунда Луллия (1235-1313). Их труды «Завещание, излагающее в двух книгах всеобщее химическое искусство» и «Розарий философов» были посвящены трансмутации, особый упор делался на магических операциях, необходимых для получения желаемых результатов.

Алхимики-мистики сформулировали дополнительные задачи своей науки:

· Приготовление Эликсира или Философского Камня, алхимического средства, облагораживавшего металлы, служившего универсальным лекарством; его раствор должен был исцелять все болезни, омолаживать старое тело и удлинять жизнь. Другое таинственное средство, второстепенное по своим свойствам, называлось «белый лев», оно могло превращать в серебро все неблагородные металлы.

· Создание гомункулуса— по представлениям средневековых алхимиков, существо, подобное человеку, которое можно получить искусственно. Считалось, что гомункулус — это маленький человечек, заключенный в сперматозоиде, и при попадании в материнский организм лишь увеличивается в размерах;

· Приготовление алкагеста – универсального растворителя;

· Палигенез, или восстановление растений из пепла;

· Приготовление мирового духа – магической субстанции, растворяющей золото.

· Извлечение квинтэссенции.

· Приготовление жидкого золота — совершенного средства для излечения.

Достижению поставленных целей должны были послужить двенадцать основных алхимических операций, каждая из которых соотносилась с определённым зодиакальным созвездием. Мистическая связь алхимии и астрологии имела для алхимиков большее значение, чем факты.