Seit Mitte des 20. Jahrhunderts sind Kernverschmelzungs- und Spaltungsprozesse bekannt, die grundsätzlich die Machbarkeit des lang gehegten Traumes der Alchemisten, die Elementumwandlung oder Transmutation bestätigen. Im März 1989, behaupteten die beiden amerikanischen Elektrochemiker Martin Fleischmann und Stanley Pons auf einer Veranstaltung des europäischen Kernforschungszentrums CERN in Genf, es sei ihnen gelungen, die Wasserstoffisotopen Deuterium und Tritium bei Zimmertemperatur im Reagenzglas zu verschmelzen. Die Wissenschaft bezeichnet diese Art der Kernfusion als Low Energy Nuclear Reaction, kurz: LENR) oder auch kalte Fusion (= Kernreaktionen bei niedriger Energie). Das sind Verfahren, die eine als Energiequelle nutzbare, kontrollierte Kernfusion von Wasserstoff-Isotopen herbeiführen sollen, ohne dass ein Plasma mit hoher Temperatur und Dichte hergestellt werden muss wie bei einem Kernfusionsreaktor. Bereits wenige Wochen nach der sensationellen Entdeckung von Fleischmann und Pons, erklärten die US-Physiker Steven Koonin, Nathan Lewis und Charles Barnes vom renommierten California Institute of Technology (Caltech) auf einer Versammlung der amerikanischen Gesellschaft für Physik, es sei ihnen nicht gelungen, die Versuchsergebnisse von Fleischmann und Pons zu wiederholen. Zahlreiche neuere Experimente, die unabhängig voneinander in verschiedenen Ländern (Indien, Japan, Italien, USA) durchgeführt wurden, zeigen mittlerweile, dass es sogenannte kalte Fusionsreaktionen aber tatsächlich gibt. Dies war auch der Weg der Alchemisten. Im Unterschied zur "heißen" Fusion, bei der Energie dadurch gewonnen werden soll, dass man Atomkerne durch Aufheizen auf sehr hohe Temperaturen zum Verschmelzen bringt, wird dies mit der "kalten" Fusion bei Zimmertemperatur versucht. Es gibt verschiedene Erklärungsversuche bzw. vorgeschlagene Funktionsmechanismen für die kalte Fusion.  Eine davon ist die Metall-katalytische Fusion. Aus alchemistischer Sicht ist dabei das Palladium-H-System am interessantesten. Palladium hat katalytische Eigenschaften und besitzt die höchste Absorptionsfähigkeit aller Elemente für Wasserstoff; es kann bei Raumtemperatur das 900-fache seines eigenen Volumens binden. Diese grundlegende Entdeckung geht auf den britischen Chemiker und Physikochemiker Thomas Graham (*1805 -  †1869) im Jahre 1869 zurück. Palladiummohr (fein verteiltes schwarzes Palladiumpulver) kann sogar das 1200-fache und kolloidale Palladiumlösungen das 3000-fache des eigenen Volumens binden. Die Wasserstoffaufnahme wird als Lösen von Wasserstoff im Metallgitter und als Bildung eines Palladiumhydrids verstanden.

Die Wissenschaft behauptet zwar immer noch, dass die Transmutation auf den von den Alchemisten angestrebten Wegen – und das sind allesamt chemische Verfahren, die sich in der Elektronenhülle der beteiligten Atome abspielen – unmöglich ist, weil die dabei auftretenden Energien dafür um ein Vielfaches zu klein sind. Solche Umwandlungen funktionieren nur bei den, mit Millionen Mal höheren Energien arbeitenden kernphysikalischen Verfahren, bei denen sich Atomkerne ineinander umwandeln können (die Identität eines chemischen Elements liegt im Atomkern begründet, genauer gesagt, in der Protonenzahl im Atomkern). Elementumwandlung ist mit chemischen Mitteln nicht möglich. Diese Argumentation ist irreführend, denn die alchemistischen Verfahren waren auf eine durch Atomzerfall bewirkte Umwandlung eines Metalls in ein anderes gerichtet. Den Alchemisten gelang dies mit dem Stein der Weisen (Lapis philosophorum). Dieser konnte unedle Metalle zu Gold oder Silber umwandeln. 

Der Wissenschaft sind zwei Arten von künstlicher Kernumwandlung bekannt, die Kernfusion und die Kernspaltung. Bei der Kernfusion verschmelzen zwei Atomkerne miteinander. Die meisten Elemente bis zum Eisen, aber schwerer als Wasserstoff, sind unter Energieabgabe in unseren Sonnenvorgängern durch Kernfusionen entstanden. Bei der Kernspaltung wird ein Atomkern unter Energiefreisetzung in zwei oder mehr kleinere Kerne zerlegt. Spaltung kommt nur bei schwereren Atomkernarten (Ordnungszahlen ab 90, z.B. Thorium) vor. In der Natur existieren seit jeher radioaktive Atome (Radionuklide), die spontan zerfallen und dabei energiereiche Strahlung (Alpha-, Beta- und/oder Gammastrahlung) aussenden. Diese Emission von Teilchen oder Strahlen ist stets mit einer Kernumwandlung verbunden, d.h. es entsteht ein anderes chemisches Element. Ihrem Ursprung nach unterscheidet man zwei Arten von Radionukliden. Zu den Radionukliden, die seit der Entstehung der Erde vorliegen, gehört z.B. Kalium-40 und zu den Radionukliden, die ständig in der Atmosphäre durch kosmische Strahlung erzeugt werden, gehören Kohlenstoff-14, Tritium-3, Natrium-22, Silicium-32, Schwefel-35.

Im westafrikanischen Gabun (Afrika) entdeckten Wissenschaftler vor ca. 30 Jahren eine Uranlagerstätte mit einem Naturreaktor, in dem eine nukleare Kettenreaktion eingesetzt hatte und über 150.000 Jahre in Gang geblieben war. Für den Mechanismus, mit dem der Naturreaktor arbeitet, spielt Wasser eine zentrale Rolle. Bei der Spaltung von Uranatomen werden Neutronen freigesetzt. Diese können, falls sie auf benachbarte Urankerne treffen, deren Spaltung auslösen, sodass noch mehr Neutronen freigesetzt werden, die noch mehr Atome spalten. Uran-235 wird aber in erster Linie durch sich langsam bewegende Neutronen gespalten. Bei der Spaltung dieser Kerne entstehen jedoch schnelle Neutronen, die nur selten benachbarte Urankerne spalten. Um überhaupt eine Kettenreaktion in Gang zu bringen, müssen die Neutronen mit einem sog. Neutronendämpfer abgebremst werden. Wie z.B. Wasserstoff. Diese Technik macht sich auch die Natur zunutze. Wasser, das in Spalten in dem Uranerz stand, bremste die Neutronen auf Spaltgeschwindigkeit ab. Die Kettenreaktion setzt ein, und das Gestein wird immer wärmer, bis schließlich das Wasser verdampft. Ohne Wasser hört die Kernreaktion auf. Erst nachdem die Temperatur wieder gesunken war und Wasser nachfließen konnte, startete die Kettenreaktion erneut. Dieser Prozess wiederholt sich so lange, bis kein spaltbares Material mehr vorhanden ist. Bis heute wurden 15 natürliche Reaktorzonen entdeckt.

Dem Ehepaar Irène Joliot-Curie und Frédéric Joliot gelang es 1934, Atomkerne nicht radioaktiver Elemente durch die Bestrahlung mit Alphateilchen, aus natürlichen Strahlenquellen in ein anderes chemisches Element umzuwandeln und „radioaktiv zu machen“. Sie bestrahlten z.B. Aluminium mit doppelt geladenen Heliumkernen, und erhielten ein radioaktives Aluminiumisotop, welches dann in das nächsthöhere stabile Element Silizium zerfiel:

²⁶Al₁₃ + ⁴He₂ > ²⁷Al₁₃ > ²⁸Si₁₄ 

Die obere Zahl steht für die Massenzahl (Anzahl der Protonen und Neutronen). Die untere Zahl für die Anzahl der Protonen. Aufgrund der Coulomb-Barriere (Coulomb-Abstoßung), beschränkte sich diese Art der Elementumwandlung allerdings auf die leichteren chemischen Elemente, da bei schwereren Elementen deren hohe positive Kernladung das Eindringen des ebenfalls positiv geladenen α-Teilchens in den Atomkern verhinderte. Als Coulomb-Barriere wird die Energie bezeichnet, die ein positiv geladenes Teilchen aufbringen muss, um in den ebenfalls positiv geladenen Atomkern zu gelangen. Der italienische Physiker Enrico Fermi (*1901 - †1954) setzte in den Jahren 1934/35 die Versuche von Joliot-Curie zur Herstellung künstlich radioaktiver Elemente fort. Er bestrahlte Silber mit Neutronen und erhielt das radioaktive Silberisotop ¹¹⁰Ag₄₇ welches anschließend in das nächsthöhere stabile Element Cadmium zerfiel: ¹⁰⁹Ag₄₇ + ¹n₀ > ¹¹⁰Ag₄₇ > ¹¹⁰Cd_48. Zur Bestrahlung verwendete Fermi elektrisch ungeladene Neutronen, die im Gegensatz zu den von Rutherford und Curie verwendetem elektrisch geladenen α-Teilchen auch in Atomkerne schwerer Elemente ungehindert eindringen konnten. Im Jahr 1934 gelang ihm erstmalig auch die von Alchemisten jahrhundertelang versuchte und angeblich nie gelungene Herstellung von Gold durch Kernreaktion. Er bestrahlte das Schwermetall Platin mit Neutronen und erhielt Gold:

¹⁹⁶Pt₇₈ + ¹n₀ > ¹⁹⁷Pt₇₈ > ¹⁹⁷Au₇₉

Kernumwandlungen laufen immer nach gleichem Schema, wie auch bei den leichteren Elementen ab. Es entsteht zunächst ein Isotop des bestrahlten Elements mit einer um eine Einheit höheren Massenzahl. Dieser Atomkern ist instabil (radioaktiv) und zerfällt unter Aussendung eines β⁻-Teilchens (Elektron) in ein stabiles Isotop des nächsthöheren Elements. Dieser Prozess, findet viele Male hintereinander statt und endet schließlich bei Blei und Wismut. So entsteht etwa die Hälfte aller stabilen Atomkerne, die schwerer sind als Eisen. Transmutationen können auch künstlich herbeigeführt werden. So kann z.B. vom Quecksilber das Isotop ¹⁹⁶Hg, welches im natürlichen Quecksilber mit einem Gehalt von 0,15 % enthalten ist, bei Bestrahlung mit langsamen Neutronen durch Neutroneneinfang und anschließenden Elektroneneinfang in das einzige stabile Goldisotop ¹⁹⁷Au umgewandelt werden. Des Weiteren kann mit schnellen Neutronen das Quecksilberisotop ¹⁹⁸Hg, welches im natürlichen Quecksilber zu 9,97 % enthalten ist, durch Abspaltung eines Neutrons in das Quecksilberisotop ¹⁹⁷Hg umgewandelt werden, welches dann zu nicht radioaktiven Gold zerfällt. Allerdings ist diese Reaktion nur in Schnellen Brütern oder mit Spallations-Neutronenquellen durchführbar. Denkbar ist auch, mit sehr energiereichen Neutronen aus den anderen Quecksilberisotopen mehrere Neutronen herauszuschlagen, um so Quecksilber ¹⁹⁷Hg zu erhalten, welches dann wieder zu Gold zerfällt. Auf alchemistischem Wege waren Transmutationen angeblich nur mit dem Stein der Weisen (Lapis Philosophorum) zu bewerkstelligen. Das ist eine Substanz, mit der die Alchemisten unedle Metalle, wie etwa Quecksilber oder Blei, in Gold verwandeln konnten. Die Zubereitung des Steins der Weisen galt als Meisterwerk der Alchemie, als Opus magnum.

Die alchemistischen Verfahren laufen auf eine Trennung der Stoff-Verbindungen hinaus, aus denen die Verbindungen bestanden. Dieser auch Scheidung genannte Vorgang ist nach den alchemistischen Autoren eine äußerst schwierige Sache. Aus den Stoff-Verbindungen entstehen durch Scheidung die Tria principia (Mercurius, Sulphur, Sal). Scheiden heißt in der hermetischen Sprache, den Mercurius oder den Sulphur aus dem Körper ziehen (extrahieren). Die Scheidung ist in der Alchemie auch das der Destillation zugrundeliegende Prinzip. Wird ein Element, z. B. Mercurius von außen durch seinesgleichen künstlich verstärkt, so kommt es zu einer Scheidung (Separation), da das schwächere Element weichen muss. Beispiel:

• Die Mercurius-Komponente einer Substanz A wird auf eine andere Substanz B etwa Gold, übertragen, um aus dem Gold die Sulphur-Komponente zu erhalten. Hierbei handelt es sich um einen aktiven Stoff- bzw. Energietransport von einer Substanz auf die andere. Dabei ist entscheidend das Vorhandensein einer wandernden Trägersubstanz, die imstande ist, stoffliche bzw. energetische Größen mit sich zu führen.

Transmutationen sind auch in der Natur häufig zu beobachten. Hierbei handelt es sich um Umwandlungen von einem Element in ein anderes, und zwar unter biologischen Bedingungen. Ein natürliches Beispiel ist die Umwandlung von Silicium in Kalzium. Die Steine vieler Bauwerke bestehen aus Silikatgestein. Diese Steine zerfallen mit der Zeit. Dort, wo die Steine zerstört sind, ist es jedoch Gips CaSO₄ der abbröckelt. Eine Analyse ergab, dass Kalzium an der Oberfläche zunahm, während das Silicium abnahm. Dies geschieht nachfolgender Transmutation: ²⁸Si₁₄ + ¹²C₆ = ⁴⁰Ca₂₀

Die bisher beobachteten Umwandlungen finden zwischen Elementen im unteren Bereich des Periodensystems statt. Die Summen der Atomzahlen des Ausgangsmaterials und der erzeugten Elemente müssen dabei gleich sein, z.B.: Aus Silizium und Kohlenstoff entsteht Kalzium (14Si + 6C = 20Ca); aus Natrium und Sauerstoff entsteht Kalium (11Na + 8O = 19K).

Auch Steinkohle ist entstanden durch Vermoderung (Putrefaktion) urzeitlicher Tiere und Pflanzen. Viele Alchemisten betrachten gewöhnlich die Putrefaktion als vierten Grad des großen Werkes, obwohl sie der erste ist. Die Putrefaktion (auch Clavis Naturae genannt) vernichtet zunächst die Körper, regeneriert sie dann und schafft dadurch neue Körper. Die Putrefaktion ist wegen ihrer Langwierigkeit schwer durchzuführen, will man jedoch alchemistisch auf einen Körper wirken, so muss man ihn zunächst putrefizieren. So wird er geöffnet und einer Verwandlung, einer Evolution ausgesetzt, weil das der Weg ist, den die Natur selbst verfolgt. Die Natur macht es vor.

Der französische Wissenschaftler und Chemiker Corentin Louis Kervran (*1901 - †1983) entdeckte in den 70er-Jahren eine Tatsache, die jedem Laien verdeutlicht, dass Transmutation ein Faktum ist. Kervran war aufgefallen, dass „Hühner laufend neue Eier mit normalen Kalkschalen legen können, auch wenn ihr Futter keinen Kalk enthält“. Das Kalzium der Eierschalen mussten die Hühner also aus einem anderen Element bilden. Die Theorie, dass Lebewesen wie Pflanzen und Tiere zur physikalischen Umwandlung von Elementen fähig sind, veröffentlichte Kervran im Jahre 1972 unter dem Titel „Biological Transmutations“ (neu aufgelegt 1989 und 1998). Kervran hat versucht, für die Transmutation physikalische Erklärungen zu finden und hat vor allem Neutrinos identifiziert, die in der Lage sind, energetisch fast unbemerkt Protonen und Neutronen aus einem Kern in einen anderen zu transportieren. Er berief sich dabei auf die Ergebnisse des Nobelpreisträgers Steven Weinberg. Der deutsche Naturwissenschaftler Baron von Herzeele (*1821 - †1873) machte von 1875 bis 1883 ebenfalls mehrere Hundert Versuche, die ihn von der Möglichkeit biologischer Transmutationen überzeugten. Er konnte anhand von Experimenten nachweisen, dass z.B. der Aschegehalt bestimmter Mineralien bei der Keimung von Samen in destilliertem Wasser zunimmt. Der französische Wissenschaftler Henri Spindler entdeckte, dass sich der Jodbestandteil des Riementangs bis zu 100 % und der Kaliumgehalt um 15 % erhöhen kann, auch wenn die Alge in fest verschlossenen Gefäßen, in die keine Fremdsubstanz eindringen konnte, versiegelt ist. Einen weiteren Beweis für die Tatsache, dass Pflanzen Elemente umwandeln können, erbrachte Professor Pierre Baranger, ebenfalls ein französischer Wissenschaftler und Leiter des Laboratoriums für organische Chemie der `Ecole Polytechnique in Paris, durch seine Versuche, als er dokumentieren konnte: In einer Mangansalzlösung auskeimende Leguminosen Samen wandeln Mangan in Eisen um.

Der deutsche Biochemiker Ehrenfried Pfeiffer (*1899 - †1961) konnte beobachten, dass Elementansammlungen bei bestimmten Pflanzen nachzuweisen sind, obwohl diese Elemente im Boden nicht vorhanden sind. Einige Gräser und Leguminosen akkumulieren Kupfer in Böden, die kein Kupfer enthalten. Eiche, sondern Kalk in ihrer Rinde ab (bis zu 60 % im Aschengehalt), auch wenn sie auf sandigen, kalkarmen Böden wachsen. In der lebenden Pflanze oder Tier findet somit nachweislich eine Transmutation von Elementen statt. Solche biologischen Transmutationen von chemischen Elementen bei schwacher Energie („frittage“) sind theoretisch auch im Mineralreich möglich, wurden experimentell bislang aber noch nicht eindeutig bewiesen. Ein Verfechter biologischer Transmutationen war auch der Physiker Allan Widom. Er behauptet bei biologischen Transmutationen werden sogenannte Biophotonen freigesetzt. Dabei soll es sich um Photonenemissionen (UPE) lebender Zellen als Begleiterscheinung chemischer Reaktionen handeln. Bereits der russische Biologe Alexander Gurwitsch vertrat in den 20er-Jahren die Auffassung, dass lebende Zellen schwache Lichtstrahlung abgeben können. Diese Lichtaussendung ist sowohl bei unbelebter Materie als auch bei biologischem Material zu beobachten. Die Existenz dieser Strahlung war lange umstritten. In den 70er-Jahren konnte dann der deutsche Physiker Fritz-Albert Popp erneut Photonenstrahlung aus biologischem Gewebe nachweisen. Anhand eigener Messungen des Spektrums der Strahlung fand Popp Wellenlängen zwischen 200 und 800 nm, also schon im sichtbaren Bereich.

Die Wissenschaft kennt Transmutationen bei schwacher Energie, unter dem Begriff „LENR“ (Low Energy Nuclear Reactions). Damit werden Verfahren bezeichnet, bei denen die Couloumb-Barriere keine Rolle spielen soll. Als Coulombbarriere wird das Potenzial bezeichnet, gegen das ein positiv geladenes Teilchen anlaufen muss, um in den ebenfalls positiv geladenen Atomkern zu gelangen. Dieses Potenzial beruht auf der Coulombkraft, die zwischen zwei elektrischen Ladungen mit gleichem Vorzeichen abstoßend wirkt. LENR wurde von dem oben bereits genannten Physiker Allan Widom und dem Physiker Lewis Larsen geprägt. Bei der Widom-Larsen-Theorie handelt es sich nicht, wie früher angenommen, um eine sogenannte kalte Fusion, sondern um eine schwache Wechselwirkung. In der letzten Zeit wurden bei der NASA zahlreiche Experimente auf dem Gebiet der niedrig-energetischen Nuklearreaktionen durchgeführt. Den Experimenten fehlt es bis heute jedoch an Reproduzierbarkeit, und die Wissenschaft vertritt daher überwiegend die Meinung, dass es die beobachteten Effekte überhaupt nicht gibt. Wahrscheinlich handelt es sich aber wohl um bisher unbekannte Kernreaktionen.

Eine neuere Theorie besagt, dass die verbindende Substanz (Trägersubstanz) beim LENR-Prozess und auch anderen bisher nicht zu erklärenden Vorgängen in der Physik das bereits erwähnte Higgs-Teilchen ist. Das LENR funktioniert, ist mittlerweile nicht mehr ernsthaft zu bestreiten, es fehlt aber noch die endgültige wissenschaftliche Erklärung. Mit hoher Wahrscheinlichkeit sind alle diese Effekte ein Resultat der sog. schwachen Wechselwirkung, die bei bestimmten Kernprozessen auftreten.

Die Entdeckung der schwachen Wechselwirkung geht auf die Analyse des sog. Betazerfalls zurück. Der Wissenschaft sind drei Arten von β-Zerfall bekannt, der Beta-Minus-Zerfall, Beta-Plus-Zerfall und der Elektroneneinfang oder K-Einfang. Beim β⁻-Zerfall (Beta-minus-Zerfall) wandelt sich ein Neutron in ein Proton um, wobei ein Elektron und ein Elektron-Antineutrino entstehen. Dieser Zerfall tritt beispielsweise bei freien Neutronen auf, aber auch bei Atomkernen, die einen großen Neutronenüberschuss aufweisen. Ein Nuklid geht unter Aussendung eines Elektrons und eines Elektron-Antineutrinos in einen Tochterkern über, der eine um 1 erhöhte Ordnungszahl besitzt. Ein typischer β⁻-Strahler ist ¹⁹⁸Au. Ein weiteres Beispiel für β^—Zerfall ist Tritium. Der Tritiumkern ist instabil und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 12,32 Jahren unter Emission eines Elektrons und eines Antineutrinos in das Heliumisotop ³He. Umgekehrt wandelt sich beim β⁺-Zerfall (Beta-plus-Zerfall) ein Proton in ein Neutron um und sendet durch den Zerfall des entstehenden W⁺-Bosons ein Positron und ein Elektron-Neutrino aus. Der Prozess tritt bei Protonenüberschuss im Kern auf. Ein Nuklid geht unter Aussendung eines Positrons und eines Elektron-Neutrinos in einen Tochterkern über, der eine um 1 erniedrigte Ordnungszahl besitzt. Das am häufigsten vorkommende primordiale Nuklid, bei dem (unter anderem) β⁺-Zerfall auftritt, ist Kalium-40 (⁴⁰K). Der K-Einfang wird auch zu den Betazerfällen gezählt, obwohl keine Betastrahlung entsteht. Beim K-Einfang wandelt sich ein Nuklid (Atomkern) in einen stabileren Kern um, indem er ein Elektron aus einer inneren Schale (Orbital) der Elektronenhülle einfängt. Ein Proton des Kerns wandelt sich in ein Neutron um, während ein Elektron aus einer kernnahen Schale der Atomhülle vernichtet wird und ein Neutrino erzeugt und emittiert wird. Die Massenzahl (Anzahl der Protonen und Neutronen im Atomkern) bleibt bei diesen Transmutationen unverändert, während die Kernladungszahl (Anzahl der Protonen im Atomkern) sich entweder um 1 erhöht und das Element also in seinen Nachfolger im Periodensystem übergeht (Blei in Gold) oder um 1 verringert und das Element in seinen Vorgänger im Periodensystem übergeht (Quecksilber in Gold).

Die Beobachtung der Natur zeigt, dass sich diese in einem unablässigen Wandel von Werden und Vergehen befindet. Jeder Stoff unterliegt der Veränderung und Umwandlung. Die großen Teilsysteme der Natur, die Biosphäre (Gesamtheit der Lebewesen), Erdatmosphäre (Lufthülle der Erde), Hydrosphäre (Wasservorkommen der Erde), Lithosphäre (Gesteine), Pedosphäre (Böden der Erde) werden durch fünf Geofaktoren (Klima, Wasser, Boden, Gesteine sowie Organismen aufgebaut). Die Teilsysteme der Natur sind durch Stoffkreisläufe (Wasser-, Kohlenstoff-, Stickstoffkreislauf, etc.) und Energieflüsse (z.B. Sonneneinstrahlung) miteinander verbunden. Alle Teilsysteme der Natur sind dynamisch und interagieren ständig miteinander. Die Natur muss daher als ganzheitliches System, als Kreislauf betrachtet werden: Sie kann nicht als Summe ihrer Teile, sondern erst bei der Einbeziehung dieser Wechselwirkungen verstanden werden. Die ständig stattfindenden Umwandlungsprozesse wie Metamorphose und Evolution, (Umwandlung von Gesteinen durch hohe Temperaturen und Druck, evolutionäre Anpassung einer Pflanze an ihre jeweiligen Umweltbedingungen und letztlich das Durchlaufen verschiedener Entwicklungsstadien bei Tieren) zeigen, dass die Natur nicht nur aus sich ewig wiederholenden Kreisläufen besteht, sondern auch in der Lage ist Neues hervorzubringen. Manche Gesteine sind entstanden, als lebende Organismen Kohlendioxid aus der Atmosphäre entnahmen, damit Kalkgehäuse aufbauten, die schließlich am Meeresboden abgelagert wurden und im Laufe der Zeit zu Sedimentgestein wurden. Umgekehrt sind Steinkohlen entstanden, als Bäume und Pflanzen langsam faulten. Bei dieser jahrhundertelang dauernden Inkohlung handelt es sich nicht um Verwesung im eigentlichen Sinne, sondern um eine langsame Stoffveränderung durch Verdichtung. Dabei wurde das organische Ausgangsmaterial unter Luftabschluss, hohem Druck und hohen Temperaturen verdichtet und in ein mineralisches Sedimentgestein umgewandelt. Das ist natürliche Alchemie. Die Natur ist der erste und größte Alchemist. 

Die Natur verändert einen Stoff durch physikalische Beeinflussung im Laufe der Zeit, ohne etwas hinzuzufügen, nämlich durch Wärme, Kälte, Druck, Licht, Luft und Wasser. Diese transformierenden Medien benutzt sie zur energetischen Beeinflussung und mechanischen Transformation der Stoffe. Der deutsche Naturwissenschaftler Albertus Magnus schreibt im Hinblick auf die Alchemie in seinem Buch "De Mineralibus" (Über die Minerale). Dass er die Alchemie für diejenige der Künste hält, die der Natur am nächsten kommt, weil sie die Natur am besten nachahmt. Das kommt auch in der berühmten Formel aus dem Hauptwerk des griechischen Philosophen Demokritos von Abdera (* um 460 v. Chr. † um 371 v. Chr.), die „Physika kai Mystika“ >Natur freut sich über Natur, Natur triumphiert über Natur, Natur herrscht über Natur< zum Ausdruck. Darin verborgen liegt die Lösung des Problems der Transmutation.

Berichte von Alchemisten beschreiben Transmutationen von Silber, Eisen, Kupfer, Zinn und Antimon in Gold. Diese Metalle liegen im Periodensystem mal vor oder mal hinter dem Gold, haben also entweder niedrigere, oder höhere Atomgewichte, was darauf schließen lässt, dass der Stein der Weisen Metallumwandlungen weder im Wege der Atomfusion noch der Atomspaltung bewirkt, sondern durch Entmischung der Grundbestandteile des Ausgangsmetalls und anschließender Synthese zu einem neuen Metall. Der Alchemist Kunkel nannte dies deshalb auch: „die Metalle aus ihrer Natur setzen“.

Die Alchemisten waren der Ansicht, dass es eine Ursubstanz, ein metallisches Urelement, die Prima Materia Metallorum gibt, aus dem alle Atomkerne gebildet sind. Ihre Verfahren gründen auf der Vorstellung von dieser metallischen Ursubstanz. Die prima Materia oder Quintessenz eines Metalls ist dessen Mercurius. Der Mercurius (auch Semen Metallorum genannt) ist die metallische Ursubstanz mit der das Opus magnum, die Bereitung des Steins der Weisen beginnt. Ein anonymer Alchemist aus dem 18. Jahrhundert nannte dieses erste Agens „ein metallisches Chaos, das aus den Händen der Natur hervorgeht, alle Metalle enthält, aber selber kein Metall ist“.

Dieses metallische Urelement scheint der Wasserstoff zu sein, das einfachste und häufigste aller Elemente des Universums und durch atomare Umwandlungsprozesse das Ausgangselement für alle anderen Elemente. Deshalb wird Wasserstoff zu Recht das erste Metall oder Prima Materia Metallorum genannt. Schon kurz nach der Entstehung des Universums waren Protonen und Neutronen in hoher Zahl vorhanden. Im Verlauf der Evolution vereinigten sich diese zu leichten Atomkernen, wie D und ⁴He. Die meisten Protonen blieben allerdings unverändert und stellten die zukünftigen ¹H-Kerne dar. Dann bildeten sich Wasserstoff-Atome durch Zusammenschluss der Kerne mit den Elektronen. Seit diesem Zeitpunkt ist das All mit Wasserstoff gefüllt. Damit wurde Wasserstoff zum häufigsten chemischen Element im All und in unserem Sonnensystem. Es macht 75 % der gesamten Masse, genauer gesagt 93 % aller Atome im Sonnensystem aus. In der Natur tritt Wasserstoff in Form der 3 Isotope ¹H (Protium), ²H (Deuterium, D) und ³H (Tritium, T) auf. Natürlicher Wasserstoff ist ein Isotopengemisch aus Protium (99,985 %) und Deuterium (0,015 %) sowie einem verschwindend geringen Anteil an Tritium.

Unter normalen Bedingungen ist Wasserstoff ein Gas aus zweiatomigen Molekülen. Bei Abkühlung unter 20 Kelvin (–253 Grad Celsius) wird es flüssig und unter 14 Kelvin fest. Im März 1996 berichtete eine Gruppe von Wissenschaftlern am Lawrence Livermore National Laboratory, dass sie unerwartet für ungefähr eine Mikrosekunde bei mehreren tausend Kelvin und Drücken von mehr als 10¹¹ Pascal (einer Million Bar) den ersten identifizierbaren metallischen Wasserstoff hergestellt haben. Es wird sogar vermutet, das Wasserstoffmetall könne möglicherweise so stabil sein, dass es auch nach dem Entfernen des Drucks fortbestehen könnte – und das dann vielleicht sogar bei Raumtemperatur. Das bedeutet, dass, wenn man den Druck wegnimmt, der Wasserstoff in seiner metallischen Form verbleibt – vergleichbar etwa mit einem Diamanten, der auch durch gewaltigen Druck und intensive Hitze entsteht, wenn diese auf Grafit einwirken. Fallen Druck und Hitze weg, bleibt der Diamant bestehen. Ein endgültiger Beweis steht aber noch aus.

These: der gesuchte unbekannte Metallgrundstoff der Alchemisten ist der Wasserstoff. Der Stickstoff scheint bei den alchemistischen Umwandlungen ebenfalls eine zentrale Rolle, ähnlich einem Katalysator zu spielen. Der Schlüssel zur Verwandlung der Metalle sind wahrscheinlich Verbindungen des Kohlenstoffs mit dem Sauerstoff und seine Kombination mit dem Metallgrundstoff, unter dem Einfluss einer stickstoffhaltigen Substanz .

Die Prima Materia Metallorum oder Quintessenz eines Metalls ist dessen Mercurius, oder aber, mit den Worten der Chemie ausgedrückt, auf der materiellen Ebene der Mercurius in seiner grobstofflichen Struktur.