Μια πρώτη συνειδητοποίηση του προβλήματος της μεταβολής μπορεί να ανιχνευθεί στις θεωρίες των Μιλησίων για την πρωταρχική ουσία. Αλλά στις αρχές του 5ου π.Χ. αιώνα το ζήτημα αυτό αναγορεύεται σε κεντρικό πρόβλημα της φυσικής φιλοσοφίας. Οι Μιλήσιοι θεωρούσαν δεδομένο ότι υπάρχει μεταβολή και ότι ο κόσμος της αισθητηριακής εμπειρίας δεν αποτελεί ψευδαίσθηση. Ωστόσο, πολύ γρήγορα οι φιλόσοφοι άρχισαν να αμφισβητούν τη βάση της γνώσης μας για τον εξωτερικό κόσμο. Μπορούμε να εμπιστευόμαστε τις αισθήσεις ή πρέπει να στηριζόμαστε μόνο στη νόηση; Εκ πρώτης όψεως, φαίνεται ότι πράγματι συντελούνται μεταβολές, αλλά τα φαινόμενα αντιστοιχούν σε κάποια αφανή πραγματικότητα ή λειτουργούν παραπλανητικά; Από τη στιγμή που τέθηκαν τα ζητήματα αυτά, όποιος ερευνητής επιθυμούσε να αναμετρηθεί με το πρόβλημα των έσχατων συστατικών της ύλης έπρεπε πρώτα να εγκύψει σε ορισμένα προκαταρκτικά, αλλά θεμελιώδη, φιλοσοφικά προβλήματα. Δεν μπορούσε πλέον να θεωρεί ως δεδομένη την κοινή λογική, αλλά όφειλε να δώσει μια ερμηνεία τόσο για τα θεμέλια της γνώσης (το γνωσιολογικό πρόβλημα) όσο και για τη φύση της μεταβολής και της γένεσης.
Οι πρώτοι φιλόσοφοι που έθεσαν τα ζητήματα αυτά ήταν ο Ηράκλειτος και ο Παρμενίδης, καταγόμενοι αντίστοιχα από την Έφεσο της Ιωνίας και την Ελέα, την ελληνική αποικία στις δυτικές ακτές της Ιταλίας, νότια της Νεάπολης. Δεν είμαστε σε θέση να γνωρίζουμε με βεβαιότητα αν οι δύο αυτοί λαμπροί και εξαιρετικά πρωτότυποι διανοητές επηρέασαν ο ένας τον άλλο, αν και έχει διατυπωθεί η άποψη ότι ο Παρμενίδης μπορεί να είχε υπ’ όψιν του το έργο του Ηρακλείτου. Το βέβαιο είναι ότι κάποια στιγμή στις αρχές του 5ου π.Χ. αιώνα αμφότεροι έθεσαν με επιτακτικότατα το πρόβλημα της μεταβολής προτείνοντας διαμετρικά αντίθετες λύσεις, αφού ο Ηράκλειτος υποστήριζε ότι τα πάντα μεταβάλλονται, ενώ ο Παρμενίδης διακήρυσσε ότι μεταβολή δεν μπορεί να υπάρξει.
Οι απόψεις για την ερμηνεία της θέσης του Ηρακλείτου διίστανται. Οι περισσότεροι αρχαίοι σχολιαστές, με πρώτους τον Πλάτωνα και τον Αριστοτέλη, θεώρησαν ότι εννοούσε ότι κάθε μεμονωμένο πράγμα στον κόσμο μεταβάλλεται αενάως. Αντιθέτως, πολλοί σύγχρονοι σχολιαστές έχουν υποστηρίξει ότι η θέση του ήταν πολύ λιγότερο έντονη και ότι εκείνο που ήθελε να πει ήταν ότι ο κόσμος συνολικά μεταβάλλεται αενάως ότι κάθε επιμέρους πράγμα υπόκειται κάποια στιγμή σε μεταβολή. Τα στοιχεία που διαθέτουμε δεν επαρκούν για να δοθεί οριστική απάντηση επί του θέματος. Η περίφημη ρήση «πάντα ρεῖ» δεν μπορεί να αποδοθεί με βεβαιότητα στον Ηράκλειτο, αυτό όμως δεν θα έλυνε, ούτως ή άλλως, το πρόβλημα, αφού το ερώτημα εδώ είναι αν η ρήση αυτή πρέπει να ερμηνευθεί κυριολεκτικά. Είναι, πάντως, γενικά παραδεκτό ότι ο Ηράκλειτος επιδίωξε να αναδείξει τις μεταβολές και αλληλεπιδράσεις που συντελούνται στον κόσμο εν γένει. Η μεταβολή περιορίζεται εντός ορισμένων ορίων ή «μέτρων» που διασφαλίζουν την ισορροπία μεταξύ των αλληλεπιδρώντων στοιχείων. Ωστόσο, είναι σαφές ότι κεντρική θέση στη θεωρία του κατέχει το αξίωμα ότι μια κατάσταση φαινομενικής ηρεμίας ή ισορροπίας μπορεί να υποκρύπτει ένταση ή ταυτόχρονη δράση αντίρροπων δυνάμεων, γεγονός που διευκρινίζεται στα αποσπάσματά του με παραδείγματα, όπως είναι το τεντωμένο τόξο ή η μουσική λύρα, που. αν και φαίνονται ακίνητα, στην πραγματικότητα βρίσκονται σε κατάσταση έντασης.
Όσον αφορά το γνωσιολογικό πρόβλημα, ο Ηράκλειτος δεν απέρριπτε εντελώς τα δεδομένα των αισθήσεων, αλλά τόνιζε ότι πρέπει να χρησιμοποιούνται με επιφυλακτικότητα. Σε ένα απόσπασμα του (107) προειδοποιεί ότι «είναι κακοί μάρτυρες για τους ανθρώπους, τα μάτια και τ’ αυτιά, όταν έχουν βάρβαρες ψυχές». Αντίθετα, ο Παρμενίδης θεμελίωσε τη φιλοσοφία του σε μια πολύ πιο ριζοσπαστική άποψη για τα θεμέλια της γνώσης. Στο απόσπασμα 7 αναφέρει: «αλλ’ εσύ απ’ αυτόν τον δρόμο εξέτασης απομάκρυνε τη σκέψη σου, κι ας μη σε σπρώχνει προς τον δρόμο αυτό συνήθεια πολύξερη αλλά κατεύθυνε το μάτι, που κοιτάζει άστατα πότε εδώ και πότε εκεί, και το αυτί, που ακούει όλους τους ήχους αδιακρίτως, και τη γλώσσα, και κρίνε με τη σκέψη...». Εδώ προχωρεί πέρα από τον Ηράκλειτο και από όλους τους προγενέστερους φιλοσόφους, επιμένοντας ότι πρέπει να εμπιστευόμαστε μόνον τη νόηση και ότι τα δεδομένα των αισθήσεων είναι τελείως αναξιόπιστα και απατηλά.
Το πρώτο μέρος του φιλοσοφικού ποιήματος του Παρμενίδη είναι αφιερωμένο σε αυτό που ονομάζει «οδό της Αλήθειας». Εδώ διερευνάται τί συνεπάγεται η απλή φράση «ἔστιν τε». Αφετηρία του συλλογισμού του, όπως διατυπώνεται στο απόσπασμα 2, είναι η δήλωση «ἔστιν τε καί ὡς οὐκ ἔστι μή εἶναι», «υπάρχει το είναι και το μη είναι δεν υπάρχει». Το υποκείμενο της πρότασης αυτής δεν προσδιορίζεται και, ανάλογα με το πώς την εκλαμβάνει κανείς, η δήλωση είναι, τουλάχιστον εκ πρώτης όψεως, ανοιχτή σε διάφορες ερμηνείες. Είναι προφανές ότι ο Παρμενίδης υποστηρίζει την ύπαρξη κάποιου πράγματος, αλλά αυτό μπορεί να είναι (ί) το Είναι ή η ίδια η ύπαρξη, (ίί) «αυτό που είναι» με την έννοια του όλου, δηλαδή του συνόλου των υπαρχόντων πραγμάτων, (ίίί) «αυτό που είναι» με την έννοια του εκάστου, δηλαδή του κάθε επιμέρους αντικειμένου, ή (ίν) -αν συνδυάσουμε το απόσπασμα 2 με άλλες δηλώσεις του Παρμενίδη - «αυτό που μπορεί να νοηθεί ή να εκφραστεί». Αλλά αν η αφετηρία της συλλογιστικής του παραμένει συγκεχυμένη, τα συμπεράσματα στα οποία καταλήγει στο τέλος της οδού της Αλήθειας είναι απολύτως σαφή. Ξεκινώντας από την υπόθεση ότι τίποτε δεν μπορεί να προέλθει από το απόλυτο μη ον, καταλήγει στο συμπέρασμα ότι τίποτε δεν μπορεί να υπάρξει υπό οποιαδήποτε έννοια. Παρ’ όλο που στο δεύτερο μέρος του ποιήματος του, την «ὁδόν τῆς Δόξης», αναπτύσσεται μια κοσμογονική θεωρία, αυτό δεν συνεπάγεται μετακίνηση από τις θέσεις που διατυπώνονται στην οδό της Αλήθειας. Αντίθετα, η οδός της Δόξας χαρακτηρίζεται «απατηλή» (απόσπασμα 8, στ. 52), χωρίς αμφιβολία διότι βασίζεται σε αυτό που ο φιλόσοφος είχε πρωτύτερα αποδείξει ότι αποτελεί μια ριζικά εσφαλμένη αντίληψη του όντος και του μη όντος. Στην οδό της Αλήθειας απορρίπτεται η γένεση, η φθορά αλλά και οποιαδήποτε μεταβολή.
Ύστερα από αυτήν την ισοπεδωτική επίθεση κατά της έννοιας της μεταβολής, όποιος στοχαστής επιθυμούσε να διατυπώσει μια φυσική ή κοσμολογική θεωρία έπρεπε πρώτα να αναμετρηθεί με τα επιχειρήματα του Παρμενίδη και με τη γνωσιολογία πάνω στην οποία βασίστηκαν. Η εξέλιξη του θεωρητικού στοχασμού τού ύστερου 5ου π.Χ. αιώνα καθορίστηκε, σε μεγάλο βαθμό, από τη διαμάχη ανάμεσα στους υπερμάχους και τους αντιπάλους του Παρμενίδη. Οι οπαδοί του τελευταίου Ζήνων ο Ελεάτης και Μέλισσος ο Σάμιος, γνωστοί και ως Ελεάτες, υιοθέτησαν ανεπιφύλακτα τη θεωρία του και προσκόμισαν περαιτέρω επιχειρήματα κατά των εννοιών της πολλαπλότητας και της μεταβολής. Αλλά και στο αντίπαλο στρατόπεδο, οι σημαντικότεροι «φυσικοί» - δηλαδή οι φιλόσοφοι της φύσης- είχαν επίσης ως σημείο αναφοράς τον Παρμενίδη. Έτσι, τόσο ο Εμπεδοκλής ο Ακραγαντίνος όσο και ο Αναξαγόρας ο Κλαζομένιος υιοθετούν τη ρήση του Παρμενίδη ότι τίποτε δεν μπορεί να προέλθει από το μη ον και, όπως θα δούμε, τα άτομα του Λευκίππου και του Δημοκρίτου έχουν αρκετά κοινά χαρακτηριστικά με το ένα αμετάβλητο ον της οδού της Αλήθειας. Η απελευθέρωση από τα δεσμά της παρμενίδειας άρνησης της μεταβολής ήταν πραγματικά η κύρια επιδίωξη όλων αυτών των όψιμων προσωκρατικών συστημάτων.
Εκεί που ο Παρμενίδης επέμενε ότι πρέπει να εμπιστευόμαστε αποκλειστικά τη νόηση, ο Εμπεδοκλής αποκαθιστά τις αισθήσεις. Παραδέχεται την αδυναμία τους, υποστηρίζει όμως ότι εξίσου ανεπαρκής είναι ο νους και ότι πρέπει να χρησιμοποιούμε όλα τα μέσα που έχουμε στη διάθεσή μας, συμπεριλαμβανομένης της όρασης, της ακοής και των άλλων αισθήσεων, για τη σύλληψη των πραγμάτων (αποσπάσματα 2 και 3). Τα αποσπάσματα 12-14 απηχούν τη ρήση του Παρμενίδη ότι τίποτε δεν μπορεί να προέλθει από το μη ον, αλλά ο Εμπεδοκλής επαναφέρει την έννοια της μεταβολής αρνούμενος τη μοναδικότητα του όντος. Η γη, το νερό, ο αέρας και η φωτιά υπάρχουν όλα και υπήρχαν ανέκαθεν, η δε μεταβολή επέρχεται με την ανάμιξη και τον διαχωρισμό τους υπό την επίδραση των δύο αντίρροπων δυνάμεων που ο Εμπεδοκλής ονομάζει «Φιλότητα» (= έλξη) και «Νεΐκος» (= άπωση). Τίποτε δεν προέρχεται από το μη ον. Αλλά η μεταβολή είναι δυνατή και πράγματι συντελούνται μεταβολές, ερμηνεύονται δε ως ανάμιξη {«μίξις») ή διαχωρισμός («διάλλαξις») των ήδη υπαρχουσών ουσιών.
Από τη σκοπιά της ιστορίας των επιστημονικών θεωριών, δύο γνωρίσματα του εμπεδόκλειου συστήματος θεωρούνται πάρα πολύ σημαντικά: ο τρόπος με τον οποίο αντιλαμβάνεται τα φυσικά στοιχεία και ο τρόπος με τον οποίο χρησιμοποιεί την έννοια της αναλογίας. Ο όρος «στοιχείο» είναι αμφίσημος, καθώς χρησιμοποιείται (ί) για τις «αρχέγονες» ουσίες - ουσίες που υπήρχαν ανέκαθεν - και (ίί) για τις «απλές» ουσίες, τις ουσίες στις οποίες ανάγονται τα σύνθετα σώματα αλλά που οι ίδιες δεν είναι περαιτέρω αναγώγιμες. Σπέρματα των δύο αυτών σημασιών εντοπίζονται πολύ πριν από τον Εμπεδοκλή. Το «ὕδωρ» του Θαλή, το «ἄπειρον» του Αναξιμάνδρου, ενδεχομένως ακόμη και το «χάος» του Ησιόδου, είναι «στοιχειακά» με την πρώτη σημασία. Και η αντίληψη ότι ορισμένα σύνθετα σώματα συγκροτούνται από άλλα απλούστερα απαντά επίσης από πολύ νωρίς στον αρχαιοελληνικό στοχασμό σε ορισμένα πλαίσια. Έτσι, είναι διαδεδομένη η πεποίθηση ότι ο άνθρωπος αποτελείται από «γην» και «νόωρ», όπως υπονοείται, π.χ., στον ησιόδειο μύθο της Πανδώρας (’Έργα 59 κ. εξ.): ο Ήφαιστος δημιούργησε την Πανδώρα, την πρώτη γυναίκα, αναμιγνύοντας χώμα και νερό και δίνοντας της μορφή. Ο Ξενοφάνης ο Κολοφώνιος, σε μια μη μυθικού χαρακτήρα περιγραφή, επαναλαμβάνει την άποψη ότι οι άνθρωποι είναι φτιαγμένοι απο χώμα και νερό, ενώ στην κοσμολογία που υποστηρίζει ο Παρμενίδης στην οδό της Δόξας όλα προέρχονται από ένα πρωταρχικό, αρχέγονο ζεύγος, την Ημέρα και τη Νύχτα.
Ωστόσο, ο Εμπεδοκλής εξέφρασε σαφέστερα από όλους τους προγενεστέρους του την έννοια των ουσιών που είναι και αρχέγονες και απλές. Μπορεί να μη χρησιμοποιεί τον τεχνικό όρο «στοιχεῖον», που δεν υπάρχει πριν από τον Πλάτωνα, αλλά ονομάζει τη γη. το νερό, τον αέρα και τη φωτιά «ριζώματα», με μια σαφώς καθορισμένη σημασία. Πρώτον, τα ίδια τα ριζώματα δεν προέρχονται από κάπου, αλλά είναι αιώνια και αγέννητα: είναι, συνεπώς, στοιχειακά με την έννοια της αρχέγονης ουσίας. Και δεύτερον, μαζί με τη «Φιλότητα» και το «Νεῖκος» που κατευθύνουν την ανάμιξη και τον διαχωρισμό τους, είναι εκείνα που συγκροτούν τον κόσμο. Το σημαντικότερο όλων είναι ότι ο Εμπεδοκλής διακρίνει με σαφήνεια τα σύνθετα σώματα από τα στοιχεία που τα συγκροτούν. Στο απόσπασμα 23, π.χ., συγκρίνει την ποικιλία των μορφών που γεννιούνται από τα ριζώματα με την ποικιλία των χρωμάτων που μπορεί να δημιουργήσει ένας ζωγράφος αναμιγνύοντας τις βαφές του, ενώ στο τέλος του αποσπάσματος επαναλαμβάνει ότι τα ριζώματα αποτελούν την πηγή κάθε άλλης ουσίας:
...μη σε πλανέψει λοιπόν η απάτη και φαντασθείς πως άλλη είναι η πηγή των αμέτρητων θνητών πραγμάτων που γύρω βλέπεις...
Ο Εμπεδοκλής συλλαμβάνει την ιδέα του συστατικού στοιχείου διαυγέστερα από κάθε άλλον προγενέστερο προσωκρατικό φιλόσοφο. Τα ριζώματά του είναι αιώνια και απλά είναι τα μη αναγώγιμα συστατικά στα οποία μπορούν να αναλυθούν τα άλλα πράγματα. Ωστόσο, ο τρόπος με τον οποίο αντιλαμβανόταν ο ίδιος, αλλά και όλοι οι άλλοι αρχαίοι Έλληνες επιστήμονες, τα στοιχεία διαφέρει από τη σύγχρονη αντίληψη σε τουλάχιστον ένα προφανές αλλά ζωτικό σημείο: δεν ήταν χημικώς καθαρές ουσίες. Ο Εμπεδοκλής υποστήριζε ότι τα πράγματα αποτελούνται από «γῆν», «ὕδωρ», «ἀέρα» και «πῦρ», αλλά ο όρος «γῆ» παρέπεμπε σε μια μεγάλη ποικιλία στερεών ουσιών, το «ὕδωρ » χρησιμοποιούνταν γενικά όχι μόνο για τα διάφορα υγρά αλλά και για τα μέταλλα (λόγω του εύτηκτου χαρακτήρα τους) και η λέξη «ἀήρ» δήλωνε όλα τα αέρια. Δεν πρέπει, επομένως, να θεωρούμε τα ριζώματα του Εμπεδοκλή ως καθαρές ουσίες, όπως είναι το οξυγόνο ή το υδρογόνο της σύγχρονης χημείας. Από την άλλη πλευρά, αυτό μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε την επιλογή των συγκεκριμένων στοιχείων από τον Εμπεδοκλή, η οποία δεν είναι τόσο αυθαίρετη όσο αρχικά φαίνεται. Όποιοι και αν ήταν οι άλλοι παράγοντες που επηρέασαν τη θεωρία του. η γη. το νερό και ο αέρας αντιπροσωπεύουν, πολύ αδρά, την ύλη στη στερεά, υγρή και αέρια μορφή της, η δε φωτιά, θεωρούμενη μάλλον ως ουσία παρά ως διεργασία, ήταν φυσικό να συμπεριληφθεί ως τέταρτο «στοιχείο», σε ισότιμη θέση με τα άλλα τρία.
Η δεύτερη σημαντική συμβολή του Εμπεδοκλή στην εξέλιξη της φυσικής φιλοσοφίας συνίσταται στη χρήση της έννοιας της αναλογίας. Είδαμε ότι ο Ακραγαντίνος φιλόσοφος θεώρησε αξιωματικά την ύπαρξη των τεσσάρων ριζωμάτων, ανάγοντας όλες τις άλλες ουσίες σε ενώσεις των ριζωμάτων αυτών. Αλλά, στην προσπάθειά του να απαντήσει στο δύσκολο ερώτημα πώς από έναν πεπερασμένο αριθμό ριζωμάτων μπορεί να προέλθει ένας, καθώς φαίνεται, απεριόριστος αριθμός διαφορετικών ουσιών, είχε μιαν μόνον έτσι μπορεί να χαρακτηριστεί- εμπνευσμένη ιδέα. Υποστήριξε ότι οι διάφορες ουσίες συντίθενται από τον συνδυασμό των ριζωμάτων σε διαφορετικές αναλογίες και πίστευε, προφανώς, ότι κάθε επιμέρους ουσία αποτελείται από τον συνδυασμό των ριζωμάτων στην ίδια πάντοτε σταθερή και καθορισμένη αναλογία.
Πρέπει να επισημάνουμε δύο πράγματα σε σχέση με τη θεωρία αυτή. Το πρώτο είναι ότι η έννοια της αναλογίας είχε ήδη χρησιμοποιηθεί ευρέως από τους Πυθαγορείους στη μουσική θεωρία, στην κοσμολογία και στην ηθική τους. Και είναι βέβαιο ότι η έννοια εμπεριείχε ηθικούς συνειρμούς και για τον Εμπεδοκλή. Ο φιλόσοφος χρησιμοποιεί την «Ἁρμονίαν» ως συνώνυμο της «Φίλότητος» και τόσο στην κοσμολογία του όσο και, ειδικότερα, στο θρησκευτικό του ποίημα Καθαρμοί, η «Φιλότης» θεωρείται γενικά ως θετική αρχή, η οποία οδηγεί σε καλά αποτελέσματα, ενώ το «Νεῖκος» περιγράφεται ως κακοποιό και απεχθές στοιχείο.
Δεύτερον, ο βαθμός στον οποίο ο Εμπεδοκλής επεξεργάστηκε τη λεπτομερή εφαρμογή της θεωρίας του σε συγκεκριμένες ουσίες είναι πολύ περιορισμένος. Μόλις δύο από τα σωζόμενα αποσπάσματα αναφέρονται στις αναλογίες των ριζωμάτων σε διάφορα σύνθετα σώματα: το απόσπασμα 96, που αναφέρει ότι το οστό αποτελείται από φωτιά, νερό και αέρα σε αναλογία 4:2:2· και το απόσπασμα 98, που ορίζει ότι το αίμα και τα διάφορα είδη της σάρκας συντίθενται από τα τέσσερα ριζώματα σε ίσες αναλογίες, πράγμα που αιτιολογείται από το γεγονός ότι το αίμα είναι η έδρα της γνωστικής λειτουργίας και αντιλαμβάνεται τα στοιχεία με βάση την αρχή «τῷ ὁμοίῳ τό ὅμοιον». Ακόμη και αν λάβει κανείς υπ’ όψιν την αποσπασματικότητα των πηγών μας, φαίνεται ότι ο Εμπεδοκλής διατύπωσε συγκεκριμένες αποφάνσεις για τη σύνθεση ελάχιστων μόνον ουσιών και είναι σαφές ότι δεν επιδίωξε να προχωρήσει περισσότερο πραγματοποιώντας δοκιμές σε διάφορες ουσίες με σκοπό να προσδιορίσει τη σύστασή τους. Έχοντας αντιληφθεί ότι μια τεράστια ποικιλία ουσιών μπορούσε θεωρητικά να εξηγηθεί με την υπόθεση ότι τα ριζώματα συνδυάζονται σε διαφορετικές αναλογίες, αρκέστηκε σε αυτό και δεν καλλιέργησε καθόλου την ιδέα της περαιτέρω διερεύνησης του προβλήματος στο πλαίσιο ενός προγράμματος εμπειρικών ερευνών. Παρά ταύτα, η βασική συμβολή της ιδέας του στη θεωρία της χημείας παραμένει αδιαμφισβήτητη. Ο νόμος των σταθερών αναλογιών ορίζει ότι οι χημικές ενώσεις περιέχουν τα συστατικά τους σε καθορισμένες και σταθερές κατά βάρος αναλογίες, αλλά πολύ πριν από την πειραματική τεκμηρίωση του νόμου σε αυτήν τη μορφή, ο Εμπεδοκλής έφτασε κατά συμπερασμόν σε μια παρεμφερή γενική αρχή.
Την ίδια περίπου εποχή με τον Εμπεδοκλή, ένας φιλόσοφος με πολύ διαφορετικό προσανατολισμό, ο Αναξαγόρας ο Κλαζομένιος, αντέτεινε μια άλλη λύση στην παρμενίδεια άρνηση της μεταβολής. Ενώ ο Εμπεδοκλής, όπως και ο ίδιος ο Παρμενίδης, καταγόταν από τις δυτικές παρυφές του ελληνικού κόσμου, ο Αναξαγόρας γεννήθηκε στην Ιωνία και έζησε για πολλά χρόνια στην Αθήνα ως φίλος και δάσκαλος του Περικλή· ενώ οι δύο πρώτοι έγραψαν σε έμμετρο λόγο, ο Αναξαγόρας έμεινε πιστός στην ιωνική παράδοση, που είχαν καθιερώσει οι Αναξίμανδρος, Αναξιμένης και Ηράκλειτος, και επέλεξε να εκφραστεί σε πεζό λόγο. Και αν ο Εμπεδοκλής δεν συνέθεσε μόνον ένα πόνημα περί φύσεως αλλά και ένα θρησκευτικό ποίημα με έντονες επιδράσεις από την πυθαγόρεια διδασκαλία, τα ενδιαφέροντα του Αναξαγόρα εστιάζονταν αποκλειστικά στη φυσική φιλοσοφία- μάλιστα, ο φιλόσοφος διώχθηκε από τους Αθηναίους με την κατηγορία της ασέβειας, παρ’ όλο που οι ενάγοντες κινήθηκαν εν μέρει, αν όχι κυρίως, με απώτερο σκοπό τον πολιτικό στιγματισμό του Περικλή μέσω του Αναξαγόρα. Το ερώτημα αν ο ένας φιλόσοφος γνώριζε την ύπαρξη του άλλου παραμένει αναπάντητο. Αλλά, ανεξάρτητα από αυτό, και παρά τις εμφανέστατες διαφορές στην ιδιοσυγκρασία τους, οι απαντήσεις των δύο ανδρών στην πρόκληση της παρμενίδειας φιλοσοφίας παρουσιάζουν μεγάλες ομοιότητες.
Όπως και ο Εμπεδοκλής, ο Αναξαγόρας ασχολήθηκε με το πρόβλημα των θεμελίων της γνώσης. Στο απόσπασμα 21 επαναλαμβάνει την αντίληψη περί ανεπάρκειας της αισθητηριακής αντίληψης, η οποία αποτελεί πλέον κοινό τόπο, αλλά το απόσπασμα 21a είναι πιο σημαντικό και πρωτότυπο, καθώς εδώ ο Αναξαγόρας διατυπώνει την αρχή ότι τα «φαινόμενα» αποτελούν την εξωτερική όψη των «αδήλων» - δηλαδή ότι η μαρτυρία των αισθήσεων αποτελεί τη βάση για εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με αυτό που δεν είναι άμεσα παρατηρήσιμο. Συνεπώς, συμπλέοντας και πάλι με τον Εμπεδοκλή, ο Αναξαγόρας έλυσε το κύριο πρόβλημα της παρμενίδειας σκέψης απορρίπτοντας μεν τη μοναδικότητα του όντος, αλλά συμφωνώντας με την αρχή ότι τίποτε δεν μπορεί να προέλθει από το μη όν. Στο απόσπασμα 17 υποστηρίζει ότι τίποτε δεν γίνεται από το τίποτε ούτε χάνεται ολοσχερώς, αλλά δημιουργείται με ανάμιξη ή διαχωρισμό από πράγματα που υπάρχουν. Αυτή ήταν, όπως είδαμε πιο πάνω, και η θέση του Εμπεδοκλή: ωστόσο, εκείνο που εννοούσε ο Αναξαγόρας λέγοντας «πράγματα που υπάρχουν» διαφέρει αρκετά από αυτό που θα σήμαινε η ίδια φράση για τον Εμπεδοκλή. Για τον τελευταίο tu υπάρχοντα πράγματα που αναμιγνύονται και διαχωρίζονται είναι τα τέσσερα ριζώματα, ενώ για τον Αναξαγόρα είναι όλες οι φυσικές ουσίες· και ως τέτοιες ορίζονται όχι μόνο πράγματα, όπως είναι το τρίχωμα και η σάρκα ή ο χρυσός και η πέτρα, αλλά και τα ζεύγη αντιθέτων - το «θερμόν», το «ψυχρόν», το «ὑγρόν», το «ξηρόν» κ.ο.κ.- που τα αντιλαμβανόταν μάλλον ως υλικές οντότητες παρά ως απλές ποιότητες.
Ένα από τα προβλήματα που κίνησε ιδιαίτερα την προσοχή του ήταν αυτό της θρέψης και της ανάπτυξης. Ο Αριστοτέλης αναφέρει ότι ο Αναξαγόρας είχε την απορία πώς μπορεί να δημιουργείται. π.χ.. το αίμα και η σάρκα και σε μία από τις μεταγενέστερες πηγές μας περιλαμβάνεται μια αυτολεξεί, όπως αφήνεται να εννοηθεί, μαρτυρία (απόσπασμα 10): «Πώς θα ήταν δυνατόν από κάτι που δεν είναι τρίχα να γίνει τρίχα και από κάτι που δεν είναι σάρκα να γίνει σάρκα;». Έπεται ότι η «τρίχα», η «σάρκα» κ.ο.κ. πρέπει να υπάρχουν ήδη με κάποια μορφή στην τροφή μας. Βάσει του ίδιου επιχειρήματος, το ξύλο, τα φύλλα και τα διάφορα είδη καρπών πρέπει να προϋπάρχουν στη γη και στο νερό, που αποτελούν την τροφή των φυτών. Πράγματι, ο Αναξαγόρας διατυπώνει τη συγκεκριμένη αρχή στη γενικότερη δυνατή μορφή της: «ἐν παντι παντός μοῖρα ἔνεστι, «στο καθετί ενυπάρχει μερίδιο από το καθετί». Και εφόσον η τρίχα, π.χ., δεν μπορεί να προέλθει από κάτι που δεν είναι τρίχα, είναι σαφές ότι η τρίχα, η σάρκα κ.ο.κ. πρέπει να υπήρχαν ανέκαθεν, στο πρωταρχικό μείγμα όλων των πραγμάτων.
Στην αρχή, σύμφωνα με τον Αναξαγόρα (απόσπασμα 1), «ὁμοῦ πάντα χρήματα ἦν», «τα πράγματα ήταν όλα μαζί». Και τώρα επίσης «πάντα παντός μοῖραν μετέχειν», «το καθετί συμμετέχει με μερίδιο στο καθετί». Ο χρυσός είναι κυρίως χρυσός, αλλά εμπεριέχει σε μικρή αναλογία και όλες τις άλλες ουσίες. Αυτό που φαίνεται ως σιτάρι περιέχει όχι μόνο σάρκα, οστό, αίμα, αλλά και χρυσό, σίδηρο, πέτρα και όλες τις άλλες φυσικές ουσίες. Κατά την πέψη του σιταριού, μέρος της σάρκας, του οστού και του αίματος που ενυπάρχει σε αυτό διαχωρίζεται και ενώνεται με τη σάρκα, τα οστά και το αίμα στο σώμα μας· ωστόσο, αυτή η διεργασία διαχωρισμού δεν ολοκληρώνεται ποτέ, καθώς πάντοτε παραμένει στο καθετί ένα μέρος από το καθετί.
Ενώ ο Εμπεδοκλής υποστήριζε ότι τέσσερα στοιχεία αρκούν για να περι- γράψουν όλες τις γνωστές ουσίες, βάσει της θεωρίας ότι τα τέσσερα ριζώματα συνδυάζονται σε διαφορετικές αναλογίες για να σχηματίσουν τις διάφορες ουσίες, η ουσία της συλλογιστικής του Αναξαγόρα είναι ότι δεν υπάρχουν φυσικές ουσίες περισσότερο ή λιγότερο στοιχειακές - με την έννοια της απλότητας. Όλες οι φυσικές ουσίες προϋπήρχαν στο πρωταρχικό μείγμα, όπου όλα ήταν ένα: και όλες οι φυσικές ουσίες υπάρχουν σήμερα σε κάθε αντικείμενο που μας περιβάλλει. Ασφαλώς, η θεωρία αυτή φαίνεται τελείως ασύμβατη με την αρχή της οικονομίας· και είναι πράγματι έτσι, αφού ο Αναξαγόρας υποστήριζε ότι σε κάθε δεδομένο αντικείμενο και στον κόσμο συνολικά ενυπάρχει άπειρος αριθμός ουσιών. Αλλά. από μια άλλη άποψη, η θεωρία είναι, αντίθετα, άκρως οικονομική, όσον αφορά τον αριθμό των παρούυχ/ον που υιοθετεί. Αποτελεί μια προσπάθεια επίλυσης ενός μεγάλου φάσματος προβλημάτων που σχετίζονται με τη μεταβολή, χρησιμοποιώντας την απλή αρχή «στο καθετί ενυπάρχει μερίδιο από το καθετί».
Τόσο ο Εμπεδοκλής όσο και ο Αναξαγόρας διατύπωσαν ευφυείς και πρωτότυπες φυσικές θεωρίες. Αλλά αυτό που έμελλε να αποκτήσει τη μεγαλύτερη φήμη και να έχει την πιο καθοριστική επίδραση από τα συστήματα τού 5ου π.Χ. αιώνα είναι η ατομική θεωρία που διατύπωσε ο Λεύκιππος ο Μιλήσιος και κατόπιν επεξεργάστηκε ο Δημόκριτος ο Αβδηρίτης. Η θεωρία αυτή ορθώς θεωρείται κορύφωση του προσωκρατικού στοχασμού. Ωστόσο, η προσπάθεια σωστής αξιολόγησής της έχει καταστεί δυσχερέστερη, λόγω της τάσης εξομοίωσης του αρχαίου ελληνικού ατομισμού με σύγχρονες θεωρίες που φέρουν την ίδια ονομασία, παρά τις θεμελιώδεις διαφορές τόσο στο καθαυτό περιεχόμενο των θεωριών όσο και στη βάση επί της οποίας διατυπώθηκαν. Η θεωρία του Dalton, π.χ., διαφοροποιείται από τον ελληνικό ατομισμό καθώς δέχεται την ύπαρξη διαφόρων στοιχειακών ουσιών, ενώ, μετά την ανάλυση και διάσπαση του ατόμου, η σύγχρονη «ατομική» θεωρία δεν είναι πλέον διόλου ατομική, αν σκεφθεί κανείς ότι η λέξη «ἄτομον» σημαίνει αδιαίρετο.
Το βασικό αξίωμα του αρχαίου ελληνικού ατομισμού στην πρώτη του μορφή του 5ου π.Χ. αιώνα ήταν ότι μόνον τα άτομα και το κενό είναι πραγματικά. Όλες οι διαφορές μεταξύ των φυσικών' αντικειμένων, τόσο οι ποιοτικές διαφορές όσο και αυτές που θεωρούμε διαφορές ουσίας, εξηγούνταν ως διαφοροποιήσεις στο σχήμα, στη διάταξη και στη θέση των ατόμων. Τα παραδείγματα που παραθέτει ο Αριστοτέλης για να διευκρινίσει αυτούς τους τρεις τρόπους διαφοράς μεταξύ των ατόμων είναι Α και Ν (σχήμα), ΑΝ και ΝΑ (διάταξη) και Ι και Η (θέση).
Τα άτομα είναι άπειρα σε αριθμό και διασκορπισμένα μέσα σε ένα άπειρο κενό. Βρίσκονται σε διαρκή κίνηση και η κίνησή τους αυτή προκαλεί συνεχείς συγκρούσεις μεταξύ τους. Το αποτέλεσμα των συγκρούσεων είναι διπλό: μερικές φορές τα άτομα απλώς αναπηδούν το ένα πάνω στο άλλο και άλλοτε, όταν τα συγκρουόμενα άτομα αγκιστρώνονται ή εμπλέκονται ή συνδέονται με άλλο τρόπο, ανάλογα με τα σχήματά τους, συνενώνονται σχηματίζοντας σύνθετα σώματα. Συνεπώς, κάθε μεταβολή ερμηνεύεται με βάση τον συνδυασμό και τον διαχωρισμό των ατόμων. Τα σύνθετα σώματα που σχηματίζονται με τον τρόπο αυτό έχουν διάφορες αισθητές ιδιότητες -χρώμα, γεύση, θερμοκρασία κ.ο.κ.-, αλλά τα ίδια τα άτομα παραμένουν αναλλοίωτα στην ουσία τους.
Η θεωρία αυτή, όπως και τα άλλα συστήματα που έχουμε εξετάσει, αναπτύχτηκε ως απάντηση στο πρόβλημα που είχε θέσει ο Παρμενίδης και οι λοιποί Ελεάτες. Πράγματι, υιοθετώντας μία και μόνη στοιχειακή ουσία, ο Λεύκιππος παρέμεινε πιο κοντά στην παρμενίδεια διδασκαλία από ό, τι ο Εμπεδοκλής και ο Αναξαγόρας. Όπως το ένα αμετάβλητο ον της οδού της Αλήθειας, έτσι και κάθε μεμονωμένο άτομο είναι αγέννητο και άφθαρτο, αναλλοίωτο, ομοιογενές, συμπαγές και αδιαίρετο. Μπορούμε να πούμε ότι ο Λεύκιππος όρισε ένα άπειρο πλήθος από ελεατικά «Όντα»· ενδέχεται μάλιστα να επηρεάστηκε άμεσα από ένα επιχείρημα που είχε διατυπώσει ο Μέλισσος προσπαθώντας να αποδείξει ότι «αν δηλαδή υπήρχαν πολλά, πρέπει αυτά να είναι τέτοια όπως εγώ λέω ότι είναι το ένα» (απόσπασμα 8): παρ' όλο που ο Μέλισσος επιδίωκε προφανώς με το επιχείρημά του να καταδείξει τον παραλογισμό της έννοιας της πολλαπλότητας, ο Λεύκιππος πίστευε ότι ορίζοντας απλώς ένα πλήθος αντικειμένων σαν το ελεατικό «Ον» έλυνε το πρόβλημα της μεταβολής. Ο Λεύκιππος συμφωνούσε επίσης με τους Ελεάτες ότι η κίνηση είναι αδύνατη χωρίς την ύπαρξη του κενού. Αλλά, ενώ οι Ελεάτες αρνούνταν την ύπαρξη του κενού, ο Λεύκιππος υποστήριζε ότι πρέπει να θεωρηθεί πραγματικό όχι μόνο το «ον» -τα άτομα- αλλά και το «μη ον» - το κενό. Αυτό ήταν το αποφασιστικό βήμα με το οποίο επανέφερε τόσο την πολλαπλότητα όσο και τη μεταβολή. Το κενό είναι αυτό που χωρίζει τα άτομα και αυτό μέσα στο οποίο κινούνται.
Τα κύρια χαρακτηριστικά της θεωρίας των ατομικών που αναπτύχθηκε ως αντίπαλο δέος προς τους Ελεάτες είναι σαφή. Αλλά πόσο προχώρησαν ο Λεύκιππος ή ο Δημόκριτος στην επεξεργασία της θεωρίας τους ή στη λεπτομερή εφαρμογή της; Και εδώ πρέπει να ληφθεί υπ’ όψιν η αποσπασματικότητα των πληροφοριών μας, πολλές από τις οποίες προέρχονται από πηγές εχθρικά δια- κείμενες προς τον ατομισμό. Φαίνεται πάντως ότι οι ατομικοί, πρώτον, δεν κατόρθωσαν να επιλύσουν ορισμένα εννοιολογικά προβλήματα της θεωρίας τους και, δεύτερον, δεν επιδίωξαν επίμονα την εφαρμογή της στην εξήγηση συγκεκριμένων φαινομένων.
Δεν είναι σαφές, π.χ., αν θεωρούσαν τα άτομα μαθηματικώς, όπως και φυσικώς, αδιαίρετα. Ασφαλώς, τα άτομα θεωρούνταν αδιαίρετα από φυσική άποψη, αλλά οι ατομικοί πίστευαν επίσης ότι είναι λογικώς ή μαθηματικώς αδιαίρετα, ότι δηλαδή δεν αποτελούνταν από μέρη; Δεν μπορούμε να είμαστε βέβαιοι για την απάντηση στο ερώτημα αυτό, αλλά ορισμένα χωρία του Αριστοτέλη (π.χ. Περί γενέσεως καί φθοράς, 315b 28 κ. εξ.) φαίνεται να υποδηλώνουν ότι δεν γινόταν διάκριση ανάμεσα στα όρια της φυσικής και στα όρια της μαθηματικής διαιρετότητας. Με την επιφύλαξη μιας ενδεχόμενης καταφανούς παρανόησης από την πλευρά του Αριστοτέλη, δεν φαίνεται να είχαν αντιληφθεί ότι αν τα άτομα είχαν διάφορα σχήματα, αυτό συνεπαγόταν ότι αποτελούνται από μέρη και, συνεπώς, ότι έπρεπε να θεωρούνται μαθηματικώς διαιρετά.
Ορισμένες από τις πηγές μας αναφέρουν επίσης ότι η ποικιλία στα σχήματα και στα μεγέθη των ατόμων είναι άπειρη. Οι αντίπαλοι του ατομισμού αξιοποίησαν την παραδοχή αυτή για να προβάλουν αντιρρήσεις κατά της θεωρίας, π.χ. τον παραλογισμό της ύπαρξης ενός ατόμου με μέγεθος όσο και ο κόσμος. Αλλά ενώ είναι βέβαιο ότι ο Λεύκιππος και ο Δημόκριτος θα διαφωνούσαν με ένα τέτοιο συμπέρασμα, δεν μπορούμε να είμαστε βέβαιοι με τί επιχειρήματα θα το αντέκρουαν ούτε αν είχαν καν συλλάβει τη δυσκολία αυτή.
Ο Λεύκιππος ήταν αναμφισβήτητα ο θεμελιωτής της ατομικής θεωρίας, αλλά υπάρχουν ελάχιστες ενδείξεις ότι επιχείρησε να εφαρμόσει λεπτομερώς τη διδασκαλία του για την εξήγηση φυσικών φαινομένων. Η στάση του φαίνεται να είναι παρεμφερής με τη θέση του Εμπεδοκλή, ο οποίος, όταν αντιλήφθηκε πόσο μεγάλη ποικιλία ενώσεων μπορούσε θεωρητικά να εξηγηθεί μέσω της θεωρίας των ριζωμάτων, διατύπωσε λίγες μόνο συγκεκριμένες νύξεις σχετικά με τη σύσταση ορισμένων ουσιών. Αντίθετα, τα ενδιαφέροντα του Δημοκρίτου ήταν ευρύτατα. Αν και δεν σώζονται παρά ελάχιστα αποσπάσματα του έργου του, οι τίτλοι των συγγραμμάτων του είναι ενδεικτικοί του εύρους των ερευνούν του: εκτός από τη φυσική και την κοσμολογία, ασχολήθηκε με την αστρονομία, τη ζωολογία, τη βοτανική και την ιατρική, ενώ συνέγραψε πραγματείες για μια σειρά τεχνικών θεμάτων, όπως είναι η γεωργία, η ζωγραφική και ο πόλεμος. Επίσης εφάρμοσε λεπτομερώς την ατομική θεωρία σε έναν τουλάχιστον τομέα. Πρόκειται για τη θεωρία των αισθητών ιδιοτήτων.
Στη γνωσιολογία του περιγράφει τη γνώση που δίδουν οι αισθήσεις ως «νόθα» γνώση, σε αντιδιαστολή με τη «γνήσια» γνώση της νόησης, αν και δέχεται ότι ο νους αντλεί τα δεδομένα του από τις αισθήσεις. Αυτό που αντιλαμβάνονται οι αισθήσεις είναι οι δευτερεύουσες ιδιότητες, που οφείλονται στις διαφορές στα σχήματα, στα μεγέθη και στις διατάξεις των ατόμων, αλλά τα άτομα και το κενό είναι η μόνη πραγματικότητα, ενώ οι δευτερεύουσες αυτές ιδιότητες υπάρχουν μόνο «κατά σύμβαση». Ο Δημόκριτος δεν αρκέστηκε στη διατύπωση του γενικού δόγματος, αλλά ανέπτυξε λεπτομερείς επιμέρους θεωρίες - που αναφέρονται και υποβάλλονται σε εκτενή έλεγχο από τον Θεόφραστο στο Περί αισθήσεων- στις οποίες συσχετίζει συγκεκριμένες γεύσεις, χρώματα, οσμές κ.λπ. με συγκεκριμένες διατάξεις των ατόμων. Έτσι, μια όξινη γεύση αποτελείται από γωνιώδη, μικρά, λεπτά άτομα, ενώ μια γλυκιά γεύση από στρογγυλά, μέτρια σε μέγεθος άτομα. Επίσης συνέδεσε αυτά που θεωρούσε ως τα τέσσερα βασικά χρώματα, δηλαδή το μαύρο, το λευκό, το ερυθρό και το κίτρινο, με ορισμένα σχήματα και διατάξεις των ατόμων, ερμηνεύοντας τα υπόλοιπα χρώματα ως συνδυασμούς των τεσσάρων αυτών χρωμάτων. Πρόκειται για την πρώτη απόπειρα να δοθεί μια λεπτομερής εξήγηση της φυσικής βάσης της αίσθησης. Μπορεί, ωστόσο, να παρατηρήσει κανείς ότι, παρά τον ιδιοφυή χαρακτήρα της ατομικής θεωρίας, όταν κλήθηκε να την εφαρμόσει σε συγκεκριμένες περιπτώσεις, ο Δημόκριτος κατέφυγε σε αρκετά προφανείς φυσικές αναλογίες, συσχετίζοντας π.χ. τις «δριμείες» γεύσεις με σχήματα που φέρουν «οξείες» γωνίες.
Εν γένει, το βασικό πρόβλημα που απασχόλησε τους ύστερους προσωκρατικούς φιλοσόφους ήταν το πρόβλημα της μεταβολής. Είναι αλήθεια ότι οι στοχαστές αυτοί επιχείρησαν να εξηγήσουν πολλά διαφορετικά φαινόμενα στη μετεωρολογία, στη γεωλογία, στη φυσιολογία, στην εμβρυολογία και σε άλλους τομείς. Έτσι, προβλήματα όπως, π.χ., το γιατί η θάλασσα είναι αλμυρή ή γιατί ο Νείλος πλημμυρίζει εξετάσθηκαν εκτενώς στη διάρκεια του 5ου π.Χ. αιώνα. Ο Εμπεδοκλής ήταν ένας από εκείνους που προσπάθησαν να περιγράφουν τη λειτουργία της αναπνοής παρομοιάζοντας τον τρόπο με τον οποίο η αναπνοή εισέρχεται και εξέρχεται από το σώμα με την κλεψύδρα, ένα όργανο μέτρησης του χρόνου που είχε μορφή δοχείου γεμάτου με νερό, ενώ αρκετοί στοχαστές ασχολήθηκαν με το αίτιο της διαφοροποίησης του φύλου στο έμβρυο.
Πάντως, το κεντρικό πρόβλημα που απασχόλησε τη φυσική φιλοσοφία ήταν η φύση της γένεσης και της φθοράς, ένα ζήτημα γενικού χαρακτήρα. Οι απαντήσεις που δόθηκαν ήταν μια σειρά φυσικών θεωριών, δηλαδή περιγραφών για τα έσχατα συστατικά της ύλης. Αλλά το πρόβλημα ήταν κατ’ αρχήν φιλοσοφικής τάξης, τέθηκε μάλιστα στην πιο επιτακτική του μορφή με την άρνηση του Παρμενίδη να δεχθεί κάθε δυνατότητα μεταβολής· και όλοι οι διανοητές του 5ου π.Χ. αιώνα εκτιμούσαν ότι για να δοθεί απάντηση στο παρμενίδειο πρόβλημα έπρεπε επίσης να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα των θεμελίων της γνώσης. Πράγματι, τον 5ο π.Χ. αιώνα η φυσική ήταν άρρηκτα συνδεδεμένη με τη γνωσιολογία. Ο Εμπεδοκλής, ο Αναξαγόρας, ο Λεύκιππος και ο Δημόκριτος ασχολούνταν, κατά κύριο λόγο, όχι με ερευνητικά προγράμματα αλλά με πολύ αφηρημένες μελέτες στις οποίες εκείνο που είχε σημασία δεν ήταν τα εμπειρικά δεδομένα που μπορούσε να επικαλεστεί κανείς προς επίρρωση μιας θεωρίας, αλλά η οικονομία και η λογική συνέπεια των επιχειρημάτων στα οποία βασιζόταν η θεωρία αυτή.
-------------
[1] Νέος μὲν καὶ ἄπειρος δικῶν ἔγωγε ἔτι, δεινῶς δὲ καὶ ἀπόρως ἔχει μοι περὶ τοῦ πράγματος, ὦ ἄνδρες, τοῦτο μὲν εἰ ἐπισκήψαντος τοῦ πατρὸς ἐπεξελθεῖν τοῖς αὑτοῦ φονεῦσι μὴ ἐπέξειμι, τοῦτο δὲ εἰ ἐπεξιόντι ἀναγκαίως ἔχει οἷς ἥκιστα ἐχρῆν ἐν διαφορᾷ καταστῆναι, ἀδελφοῖς ὁμοπατρίοις καὶ μητρὶ ἀδελφῶν. 
