原子論
古代ギリシア哲学においては、パルメニデスより後代のソクラテス以前の哲学者たちによって考え始められた。
紀元前5~4世紀、レウキッポスとデモクリトスの一派が、原子論を創始し大成した。彼らの原子論は、一つの総体として「存在する」自然について考えたパルメニデスの存在論の強い影響下にあり、先行するパルメニデスの存在論への応答として考えられたものであった。
レウキッポスとデモクリトスは、自然を構成する分割不可能な最小単位として「アトム(不可分なもの・原子)」が存在すると考え、また、原子の存在やその運動の説明のため、「ケノン(空なるもの・空虚)」の存在を考えた。そして、生成消滅しない無数の原子と無辺の空虚が真に存在し、空虚における原子の結合分離の運動がさまざまな感覚的対象の存在やその生成変化などを生じさせるとした。
ソクラテスとほぼ同時代のデモクリトスらの原子論は、プラトンのイデア論やアリストテレスの第一哲学と対立しつつ、紀元前4~3世紀のヘレニズム期のナウシパネスやエピクロス、紀元前1世紀の共和制ローマ期のルクレティウスなどに影響を与えて継承される。エピクロスは、原子の運動の機械論的な理解に若干の変更を加え、また、ルクレティウスは、エピクロスの学説を賛美する哲学詩を書いた。
レウキッポス、デモクリトス、エピクロスの著作は散逸したが、ルクレティウスの著作は、1500年近くの時を跨いで、15世紀のルネサンス期の人文主義者ポッジョ・ブラッチョリーニによって再発見された。彼らの原子論(古代原子論)は、ルネサンス期以降のヨーロッパにおいて再び注目されるようになる。
哲学上の原子概念と科学上の原子概念の差異については、「原子」を参照
20世紀初頭になっても、自然科学の科学者の主流派・多数派は、物質に(中間単位としてであれ)構成単位が存在するという説は疑わしいものだと見なしており、一般の人々も含めて、atomという単位が存在するとは思っていなかった。19世紀末の電子発見以前の時点で存在が確認されていた最小の物体は濾過性病原体(後にウイルスと認識される)であった。
例えば、エルンスト・マッハやオストヴァルトなどは、実証主義の立場から、"原子"なるものは観測不可能であることなどを理由に"原子"なるものが実在するという原子論には反対し、エネルギー論や感性的要素一元論などを主張していた。そして、原子論の考え方に基づいて熱現象を試算したものなどを論文類で発表しはじめたルートヴィッヒ・ボルツマンと激しい論争を繰り広げた。
この論争に関しては、アルベルト・アインシュタインの1905年の論文によるブラウン運動に関する理論の提出、および1909年のジャン・ペランによる実験的検証(アインシュタインの理論の検証を含む研究)により、ただの理論・仮説ではなく何らかの粒子が実在すると認知されることによって一旦決着がついた。ただしマッハは1913年の著書で原子論を批判し、デュエムも1914年の著書で原子論を批判した。二人が没した1916年以降は原子論に反対する科学者はほぼいなくなっていた。ちなみに、この原子の存在証明は、電子発見の後である。
それまで反対派のほうが多かった「何らかの粒子的な単位」の実在が自然科学者一般に認められるようになったことで、それは自然科学分野で理論を構築するために使える便利な概念的道具にもなった。