Широкую известность приобрели такие придворные учреждения Птолемеев, как Мусейон — «святилище муз», древнейшая в мире академия, и библиотека — уникальное по тем временам собрание пергаментных и папирусных свитков, глиняных и восковых таблиц. Целыми кораблями доставляли в библиотеку эти драгоценнейшие памятники восточной и греческой культуры. В городе была ещё одна библиотека, более доступная, — при храме Сераписа, нового божества, сочетавшего в себе черты египетских и греческих богов (типичная деталь эпохи эллинизма).

Александрия манила многих — и тех, кто хотел приобщиться к культуре, к накопленным здесь знаниям, и тех, кого соблазняли «райские» условия для занятий наукой, искусством, философией. Птолемеи освобождали своих придворных учёных, поэтов, скульпторов, архитекторов, философов от податей и брали их на государственное обеспечение.

Оживление экономики, рост торговли заметно повысили потребность в драгоценных металлах, а известные к тому времени месторождения уже не могли её удовлетворить. Отсюда повышенный интерес к священному искусству египетских жрецов. Оно стало предметом пристального изучения. Его рецепты переписывались, из них составлялись целые руководства, их по-своему толковали. В 1828 г. в одной из фиванских гробниц были найдены два папируса, написанные по-гречески. Но учёные считают, что сведения, содержащиеся в этих папирусах, взяты из какого-то египетского источника примерно IV в. до н. э. Оба папируса представляют собой сборники разных рецептов, в том числе касающихся «удвоения» и «утроения» благородных металлов, что на самом деле было не чем иным, как изготовлением подделок из меди путём добавки в него минералов арсенопирита, реальгара и аурипигмента.

Не меньшего внимания заслуживали свидетельства, которые в изобилии поставляла практика. Рудокопы знали, например, что на железных инструментах, пролежавших некоторое время в местах, где добывали медную руду, мог появиться красный налёт меди. Сильное впечатление производило присутствие в медных рудах какого-то количества золота. Ныне этим не удивишь никого. А тогда подобные факты совсем нетрудно было истолковать как «превращение элементов»: железо трансмутируется в медь, а медь — в золото. Только в природе это происходит чрезвычайно медленно. Задача, стало быть, заключается в том, чтобы найти пути и способы искусственного ускорения этого вполне естественного будто бы процесса. Вот их и искали, но не в экспериментах, а в туманных и таинственных текстах, составленных жрецами, и в умозрительных философских построениях греческих мудрецов. При этом ничего «противозаконного» не было в том, чтобы призывать на помощь и многочисленных богов, и небесные светила (астрологию), и различные сверхъестественные силы (магию).

Священное искусство древнеегипетских жрецов, технико-практические знания ремесленников, персидская и вавилонская магия, астрология, связывавшая происхождение известных тогда металлов (золота, серебра, меди, железа, свинца, олова и ртути) с Солнцем и планетами, — всё это смешалось, по меткому выражению одного историка науки, в адскую кашу, из которой тщетно пытались выловить рецепт сказочно быстрого обогащения. Поиски рецепта стали даже разделами официальной академической науки: аргиропея — получение искусственным путём серебра и хризопея — золота.

Ещё не было алхимии с её центральной идеей чудодейственного философского камня, но уже была сформулирована цель, для достижения которой этот камень понадобился. Причём не только в эллинистическом Египте. Установлено, что учение о трансмутации металлов почти в то же время (по некоторым источникам даже раньше) разрабатывалось в Индии и Китае. Во II в. до н. э. философ Вей По-йанг написал «Книгу перемен», в которой фигурируют «пилюли бессмертия», изготовленные, по всей вероятности, из киновари (крови дракона), всегда считавшейся китайскими химиками исходным веществом для получения золота. Легенда утверждает, что Вей По-йанг сам принял такую пилюлю, дал ученику и собаке. Умерли все (что не удивительно: ртутное соединение!), но потом будто бы воскресли и сделались бессмертными. Известен также труд другого китайского учёного II в. до н. э. — Ко Хунга. Здесь тоже говорится о «пилюлях бессмертия», но основной упор сделан на превращение неблагородных металлов в благородные. Рецепты приводятся, как обычно для такого рода литературы, очень туманные, воспользоваться ими мог только тот, кто умел читать не сами слова, а их некий тайный смысл.

Почти одновременно же в разных странах древнего мира сложились представления о строении веществ, которые были использованы для теоретического обоснования трансмутации металлов. История позаботилась о том, чтобы до нас более или менее отчётливо дошли взгляды философов Древней Греции: Фалеса (625–547 гг. до н. э.), Анаксимандра (610–546 гг. до н. э.), Анаксимена (588–525 гг. до н. э.), Гераклита (540–475 гг. до н. э.), Эмпедокла (483–423 гг. до н. э.) и, наконец, Аристотеля, родившегося за год до смерти Эмпедокла, учение которого он воспринял и развил, и скончавшегося через год после смерти Александра Македонского, учителем которого он был и на которого оказал огромное влияние.

То, из чего состоит окружающий мир, стало предметом обсуждения с тех пор, как раб «освободил» мыслителя от необходимости заботиться о куске хлеба насущного. Работу мыслитель презирал, размышление об устройстве мира считал занятием, достойным избранных. Опыт, эксперимент — та же работа, «чистому» размышлению она не нужна. Ему достаточно лишь наблюдения, чтобы построить систему, способную объяснить всё, весь мир. Наблюдение: когда воду нагревают, она частично превращается в воздух, частично — в землю (морская вода действительно дает много земли — осадка — при выпаривании). Вывод (Фалеса): весь мир состоит из воды, она — первооснова всего. Анаксимен рассуждал наоборот: первоначалом следует считать воздух, из которого при «сгущении» образуется вода, а при «разрежении» — огонь. Гераклит роль первоначала по той же логике отводил огню. Анаксимандр заменил всё это ещё большей абстракцией: основу всего сущего составляет некий безграничный, беспредельный принцип апейрон.

У Эмпедокла одинаково равны все четыре начала — огонь, воздух, вода и земля.

Аристотель продолжил рассуждения своих предшественников и завершил их учением, ставшим надолго основой знаний о строении и свойствах веществ. Согласно этому учению все земные тела состоят из четырёх начал-стихий (греческое «стохейя» — первоначало, основа): воды, земли, воздуха и огня. Для небесных тел Аристотель ввёл пятое начало — эфир. На небе он поместил также «двигатель» всех процессов, происходящих в мире. (Поначалу христианские богословы отвергли всю философскую систему Аристотеля, но затем, уцепившись за этого «верховного двигателя» всякого движения и другие идеалистические элементы этой системы, приспособили её для обоснования своей догмы о всемогуществе Бога).