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原子論（古代ギリシャ語のἄτομον （atomon）「切断できない、分割できない」に由来）[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]は、物理的な宇宙は原子として知られる基本的な分割不可能な構成要素から成り立っていると提唱する自然哲学である。
原子論とその原子の概念への言及は、古代ギリシャと 古代インドの哲学の伝統の両方に現れています 。原子論の初期の概念は、古代ギリシャに遡ることができます。[ 4 ]レウキッポスは、ギリシャの原子論への傾倒がよく証明されている最も初期の人物であり、通常、原子論の発明者として認められています。[ 5 ]彼と他の古代ギリシャの原子論者は、自然は原子と空虚という2つの基本原理から成り立っていると理論づけました。異なる形状、配置、位置の集合が、世界のさまざまな巨視的物質を生み出します。 [ 6 ] [ 5 ]同様の考えは、ヴァイシェーシカ学派のカナダ によって発展し、彼は分割不可能な粒子（パラマーヌ）を提唱しました。[ 7 ]ダルマキールティ （ 6世紀または7世紀頃に活躍）などのインドの仏教徒は、瞬間的に出現したり消滅したりする原子（カラパ）を含む、独特の原子論を発展させた。
19世紀初頭の化学者やその他の自然哲学者たちが実験的証拠を見出した化学物質の粒子は、分割不可能であると考えられていたため、ジョン・ドルトンによって「原子」という名前が付けられ、原子論哲学において長らく用いられてきた。歴史的な原子論との関連性はせいぜい希薄なものに過ぎないものの、素粒子は現代において哲学的な原子のアナロジーとなっている。
哲学的原子論は還元主義的な議論であり、すべてが原子と空虚から構成されているだけでなく、それらが構成するものは実際には存在しないと提唱している。実際に存在するものは、それ以外は空虚な空間で機械的に互いに跳ね返る原子だけである。この理論の提唱者の一人はギリシャの哲学者デモクリトスであった。[ 8 ]
慣習的に、甘いものは甘い、苦いものは苦い、熱いものは熱い、冷たいものは冷たい、色は色である。しかし現実には、原子と虚無が存在する。
原子論は、基本的な物質の連続体が分割されても質的に不変であるという実体論とは対照的である（例えば、均質な物質のどの部分においても、4つの古典的な元素の比率は同じである）。
紀元前5世紀、レウキッポスとその弟子デモクリトスは、すべての物質は「原子」と呼ばれる小さな分割不可能な粒子で構成されていると提唱した。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]レウキッポスについては、デモクリトスの師であったこと以外、何も知られていない。[ 12 ]一方、デモクリトスは多作で、80以上の著作を残したが、完全な形で現存するものは一つもない。[ 12 ]しかし、彼の著作の断片や引用は数多く残されている。[ 12 ]これらは、原子に関する彼の教えについての情報源となっている。[ 12 ]デモクリトスの原子の存在に関する議論は、物質を無限に分割し続けることは不可能であり、したがって物質は極めて小さな粒子で構成されているに違いないという考えに基づいていた。[ 12 ]原子論は、「エレア派が絶対者、つまり唯一の実在と、私たちの周りの変化する世界との間に引いた区別」を取り除くことを目的としていた。 [ 13 ]
デモクリトスの見解は、変化は幻想であると主張して変化の存在に反対する論理的な議論を展開したパルメニデスの著作への反論として始まった。 [ 14 ]デモクリトスは、変化は幻想であるというパルメニデスの考えを否定した。彼は変化は実在すると信じており、もし実在しないのであれば、少なくともその幻想は説明されなければならないと考えた。こうして彼は虚空の概念を支持し、宇宙は虚空の中で動き回る多くの実体で構成されていると述べた。[ 14 ]虚空は無限であり、原子が異なる方法で詰め込まれたり散らばったりできる空間を提供する。虚空内のさまざまな詰め込みと散らばりが、生物が感じたり、見たり、食べたり、聞いたり、嗅いだり、味わったりする物体の変化する輪郭と塊を構成している。生物は熱いか冷たいかを感じるかもしれないが、熱と冷たさは実際には実在しない。それらは単に、生物が「熱い」または「冷たい」と感じ取る対象物を構成する原子の空隙における原子の異なる配置と散乱によって生物に生じる感覚にすぎない。
デモクリトスは、原子は人間の感覚では感知できないほど小さく、無限に多く、無限に多くの種類があり、常に存在してきたと信じていた。[ 12 ]原子は、デモクリトスが「虚空」と呼んだ真空に浮かんでおり、[ 12 ]形、順序、姿勢が様々である。[ 12 ]原子の中には凸型のもの、凹型のもの、鉤状のもの、目のような形のものもあると彼は主張した。[ 12 ]原子は絶えず動き、互いに衝突している。[ 12 ]デモクリトスは、原子と虚空だけが存在するものであり、他のすべてのものは社会的な慣習によって存在すると言われているにすぎないと書いた。[ 12 ]人間が日常生活で見る物体は、ランダムな衝突によって結合した多数の原子で構成されており、その形や材質は、それらを構成する原子の種類によって決まる。[ 12 ]同様に、人間の知覚も原子によって引き起こされる。[ 12 ]苦味は、小さくて角張ったギザギザの原子が舌の上を通過することによって生じます。 [ 12 ]一方、甘味は、より大きくて滑らかで丸みを帯びた原子が舌の上を通過することによって生じます。[ 12 ]
デモクリトスの著作は伝承によってのみ残されており、その中には信頼性に欠けるものや矛盾するものもある。デモクリトスの原子論に関する最良の証拠の多くは、アリストテレス（紀元前384～322年）が自然界を構成する不可分物の種類に関するデモクリトスとプラトンの対照的な見解について論じた際に報告されている。 [ 5 ]
プラトンは、ティマイオスの記述によれば、立体は分割不可能な三角形から構成されていると説明した。これらの三角形のさまざまな配置によって、火、空気、水、土の4つの単純な物体が生まれる。三角形の再配置は可能であり、それによってこれらの元素の変形が可能になる。[ 5 ]
プラトンは、隣の表にまとめたように、4つの元素の単純な物体の幾何学的構造を仮定した。平らな底面と安定性を持つ立方体は土に割り当てられ、貫通する点と鋭いエッジを持つ正四面体は火に割り当てられ、正八面体と正二十面体の点とエッジは鈍いため、これらの動きの少ない物体は空気と水に割り当てられました。単純な物体は三角形に分解でき、三角形は異なる元素の原子に再構成できるため、プラトンのモデルは基本物質間の変化についてもっともらしい説明を提供しました。[ 15 ] [ 16 ]
紀元前330年より前に、アリストテレスは火、空気、土、水の元素は原子でできているのではなく、連続していると主張した。アリストテレスは、原子論で必要とされる空虚の存在は物理法則に反すると考えていた。変化は原子の再配列によって新しい構造を作るのではなく、物質が潜在的な状態から新しい現実の状態へと変化することによって起こる。陶工が作業すると、湿った粘土の塊は、実際の飲み物用のマグカップになるという潜在的な状態になる。アリストテレスは原子論を否定しているように見えるかもしれないが、古代ギリシャではデモクリトスの原子論は「実験的に検証できない純粋な憶測」のままであった。一方、アリストテレスの定性モデルは検証可能な仮説を提供した。[ 17 ] [ 18 ]
アリストテレスは、均質な自然物質（例えば、肉、骨、木材など）を分割してもその本質的な性質を保てる最小単位を「ミニマ・ナチュラリア」と理論化した。デモクリトスの原子論とは異なり、アリストテレスの「自然のミニマ」は物理的に分割不可能なものとして概念化されていなかった。むしろ、アリストテレス の概念は、あらゆる物理的なものは物質（ギリシャ語でhyle）と、その本質的な性質と構造を与える非物質的な実体（ギリシャ語でmorphe）の複合体であるという彼の質料形相論的世界観に根ざしていた。類推を用いると、ゴムボールを例にとると、ゴムはボールが別の形をとる能力を与える物質であり、球形はボールに「ボール」というアイデンティティを与える形であると考えることができる。しかし、この類推を用いる場合、ゴム自体はある程度の同一性と決定性を持っているため、すでに形と物質の複合体とみなされるであろうことを念頭に置くべきである。純粋な物質、あるいは一次物質は完全に未形成であり、理解不能であり、無限の変化の可能性を秘めている。
アリストテレスの直観によれば、物質は、肉、骨、木材、あるいはアリストテレス（顕微鏡の発明以前に生きていた）にとって均質とみなせるような他の有機物質として構造化できなくなる最小サイズが存在する。例えば、肉を自然な最小サイズを超えて分割すると、大量の水と少量の他の元素が残るかもしれない。しかし、残った水や他の元素は、もはや肉の「性質」を持たない。質料形態論的に言えば、それらはもはや肉の形によって構造化された物質ではなく、例えば残った水は、肉の形ではなく水の形によって構造化された物質となる。
エピクロス（紀元前341年-紀元前270年）は、デモクリトスの弟子であったナウシファネスと共に原子論を研究した。エピクロスは原子と空虚の存在を確信していたが、地震、雷、彗星、月の満ち欠けといった特定の自然現象を適切に説明できるかどうかは確信が持てなかった。 [ 19 ]エピクロスの著作はほとんど残っておらず、現存するものは、デモクリトスの理論を応用して人々が自らの責任と幸福を担うのを助けることへの彼の関心を反映している。なぜなら、彼は人々を助けてくれる神はいないと考えていたからである。（エピクロスは神々の役割を道徳的理想の体現とみなしていた。）
原子論の初期の例は、紀元前 8 世紀に生きたヴェーダの賢者アルニの著作に見られ、特に「目に見えないほど小さな粒子が集まって、経験の物質や対象となる」という彼の命題は、 kaṇaとして知られています。[ 20 ]ただし、kana は原子 ( paramanu )ではなく「粒子」を指します。ヘルマン・ヤコビやランドール・コリンズなどの学者は、科学的方法論においてアルニをミレトスのタレスと比較し、両者を「原始的な物理学者」または「原始的唯物論的思想家」と呼んでいます。[ 21 ]その後、紀元前 7 世紀には、チャールヴァカ[ 22 ] [ 23 ]とアージーヴィカの原子論学派が生まれました。 [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]バッタチャリヤは、チャールヴァカ派は古代インドに存在した無神論的唯物論的学派の一つであった可能性があると主張している。[ 27 ] [ 28 ]
インド哲学のヴァイシェーシカ学派の創始者であるカナダは、原子（パラマーヌ）を、すべての物質を形成するために結合する、永遠で分割不可能かつ知覚不可能な実体であると説明した。彼は原子を4つの種類（土、水、光、空気）に分類した。[ 29 ] [ 30 ]カナダの原子概念は、古代ギリシャ人の同様の概念とは理論上の違いがあるため、おそらく独立したものであったと考えられる。[ 31 ]例えば、カナダは原子を構成要素として質的にも量的にも異なると示唆したが、ギリシャ人は原子は量的にのみ異なり質的には異ならないと示唆した。[ 31 ]また、カナダは3つの二重原子の結合は目に見えると主張したが、これはギリシャのモデルには見られない考えである。[ 32 ] : 18
ニヤーヤ・ヴァイシェーシカ学派は、カーナがどのように組み合わさってより複雑な物体になるかについての理論を発展させた。 [ 33 ]学者たちはニヤーヤとヴァイシェーシカの文献を紀元前9世紀から4世紀にかけてのものとしている。ヴァイシェーシカの原子論者は4つの基本原子タイプを仮定したが、ヴァイシェーシカ物理学では原子は25種類の異なる性質を持ち、一般的な外延的性質と特定の（内包的）性質に分けられた。ニヤーヤ・ヴァイシェーシカの原子論者は原子がどのように組み合わさるかについての精緻な理論を持っていた。ヴァイシェーシカの原子論では、原子はまずトリャヌカ（三つ組）とドヴィヤヌカ（二組）に組み合わさってから、知覚できる種類の物体に集合する。[ 5 ]
これらの原子論のいくつかの教義は、ある意味でデモクリトスのそれと「示唆的に類似している」。[ 34 ]マクエヴィリー（2002）は、そのような類似性は、おそらく双方向の広範な文化的接触と伝播によるものだと考えている。[ 35 ]
エピクロスの思想は、彼のローマの弟子であるルクレティウス（紀元前 99年頃～紀元前55年頃）の著作にも再び現れている。ルクレティウスは『事物の本質について』を著した。この古典ラテン語の科学書は、詩の形式で、宇宙が現在の状態になった経緯に関するエピクロス理論のいくつかの側面を説明している。すなわち、私たちが知覚する現象は実際には複合的な形態であることを示している。原子と空虚は永遠であり、絶えず運動している。原子の衝突によって物体が作られるが、それらは依然として同じ永遠の原子で構成されており、その原子の運動がしばらくの間、創造された物体に組み込まれる。ルクレティウスはまた、人間の感覚や気象現象を原子の運動という観点から説明している。
ルクレティウスは叙事詩『事物の本質について』の中で、エピクロスを、原子で何が可能で何が不可能かを人々に教えることによって宗教という怪物を打ち砕いた英雄として描いている。しかし、エピクロスは、彼の次の言葉に特徴づけられる非攻撃的な態度を示した。[ 36 ]
外部の脅威に対処する方法を最もよく知っている人は、できる限り多くの生き物を一つの家族にまとめ、それができない生き物については少なくとも異邦人として扱わない。そして、それさえも不可能な場合は、あらゆる関わりを避け、できる限り自分の生活から排除する。
しかし、科学史家のチャールズ・コールストン・ギレスピーによれば、
エピクロス哲学に包囲された原子論は、道徳的権威に受け入れられることは決してなかった。…エピクロスの神々は世界を創造したわけでも、世界に注意を払ったわけでもない。「自然は自由であり、傲慢な支配者によって制御されることもなく、神々の助けなしに自ら宇宙を運営している」とルクレティウスは述べている。ギリシャ科学の中で、神学と全く相容れない自然観は原子論者だけであった。18世紀の哲学者二人組のように、エピクロスとルクレティウスは啓蒙の手段として原子論を導入した。彼らは宗教の傲慢さを否定し、人々を迷信や気まぐれな神々への尊厳のない恐怖から解放しようとした。その結果、キリスト教ヨーロッパでは、エピクロス主義の兆候は獣の刻印のように見えるようになった。マキャベリを除けば、これほど誤解によって中傷された思想家はいない。[ 37 ]
真空の可能性は、原子や原子論とともに受け入れられたり、あるいは否定されたりした。なぜなら、真空はまさにその同じ理論の一部だったからである。
デモクリトスとルクレティウスは真空の不可能性を否定し、すべての物質は個々の粒子（原子）で構成されていると考え、それらの粒子の間には真空が存在するはずだと主張した。しかし、一般的には、真空は不可能であるという考えは16世紀末までほぼ普遍的に受け入れられていた。[ 38 ] ... 真空の可能性に対する信念が復活する機運は確かに熟していたが、聖職者にとって真空という名前自体が忌まわしいものであり、エピクロスとルクレティウスの原子論と結びついており、異端であると考えられていた。[ 39 ]
ローマ帝国末期から中世ヨーロッパにかけて、アリストテレス哲学が原子論者の重要性を凌駕した一方で、原子論者の業績はアリストテレスの著作に対する注釈を通して保存され、解説され続けた。2世紀には、ガレノス（西暦129年～ 216年）が、アリストテレス注釈書の中で、ギリシャの原子論者、特にエピクロスについて詳細な議論を展開した。
アジーヴィカは「ナースティカ」学派の思想であり、その形而上学には原子論または原子の理論が含まれており、これは後にヴァイシェーシカ学派に採用されました。ヴァイシェーシカ学派は、物理宇宙のすべての対象はパラマーヌ（原子）に還元可能であり、人間の経験は実体（原子、その数、およびそれらの空間配置の関数）、性質、活動、共通性、特殊性、および固有性の相互作用から生じると仮定しました。[ 40 ]すべては原子で構成され、性質は原子の集合体から生じますが、これらの原子の集合体と性質は宇宙の力によってあらかじめ決定されていました。[ 41 ]この学派の創始者の伝統的な名前カナダは「原子を食べる者」を意味し、[ 42 ]彼はサンスクリット語のテキストであるヴァイシェーシカ・スートラで物理学と哲学への原子論的アプローチの基礎を発展させたことで知られています。[ 43 ]彼のテキストは、カナダ・スートラ、またはカナダの格言としても知られています。 [ 44 ] [ 45 ]
7世紀頃に隆盛を極めた中世仏教の原子論は、初期仏教で教えられていた原子論とは大きく異なっていた。中世仏教の哲学者ダルマキールティとディグナーガは、原子は点状で、持続性がなく、エネルギーでできていると考えていた。フョードル・シェルバツコイ（1930）は、この2つの体系について論じる中で、すべての経験的現象の根底にある「絶対的性質」（グナ・ダルマ）という前提という共通点を強調している。[ 46 ]
さらに後になって、11世紀または12世紀に遡る文献である『アビダンマッタ・サンガハ』は、物理世界の最小単位として想像される、さまざまな 基本構成要素からなるルーパ・カラパの存在を仮定している。[ 47 ]通常の状況下では見えないルーパ・カラパは、瞑想的なサマーディの結果として見えるようになると言われている。[ 48 ]
原子論的哲学はイスラム哲学の非常に初期に見られ、元々は初期のギリシャ哲学、そしてある程度はインド哲学の影響を受けていた。[ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]イスラムの思弁神学は一般的に物理学の問題を原子論的枠組みからアプローチした。[ 52 ]
初期イスラム神学であるムウタズィラ派における原子論は、宇宙が神によって創造された離散的（juz' lā yatajazzā）または分割不可能な部分から構成されていることを強調する宇宙論的概念である。この概念は、ムウタズィラ派が決定論を否定する根拠でもある。原子論的性質を持つ人間は、独立して行動を起こす能力（mubasharah）があるとみなされ、その行動に応じて報いや罰を受けるに値する。これは、善悪は神の決定の結果ではなく、行動そのものの本質に内在する合理的なものであるという原則と一致する。原子論の概念で有名なムウタズィラ派の神学者や哲学者には、アブー・アル＝フダイール・アル＝アッラーフとアル＝ジュッバーイーがいる。一方、イブラヒム・アル＝ナッザームのように原子論に懐疑的なムウタズィラ派の神学者もいる。[ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]
イスラム教の原子論で最も成功した形態は、イスラム神学のアシャリー派であり、特に神学者アル＝ガザーリー（1058年- 1111年）の著作に見られる。アシャリー派の原子論では、原子は存在する唯一の永続的な物質であり、世界の他のすべては「偶発的」、つまり一瞬しか続かないものである。偶発的なものは、一瞬しか存在しない知覚を除いて、他の何かの原因にはなり得ない。偶発的な出来事は自然の物理的原因に左右されず、神の絶え間ない介入の直接の結果であり、神の介入がなければ何も起こり得ない。したがって、自然は完全に神に依存しており、これはアシャリー派イスラム教の因果関係、あるいは因果関係の欠如に関する他の考え方と一致する。[ 56 ]アル＝ガザーリーはこの理論を、自身の偶発論を支持するためにも用いた。ある意味では、アシャリー派の原子論は、ギリシャの原子論よりもインドの原子論と共通点が多い。[ 57 ]
イスラム教の他の伝統では、アシュアリー派の原子論を否定し、多くのギリシャ語文献、特にアリストテレスの著作を解説した。アル＝アンダルスには、著名な注釈者アヴェロエス（1126年- 1198年）を含む活発な哲学者集団が存在し、彼らはアル＝ガザーリーの思想を明確に否定し、アリストテレスの思想を詳細に評価した。アヴェロエスはアリストテレスの著作のほとんどに詳細な注釈を加え、彼の注釈はユダヤ教とキリスト教のスコラ哲学に大きな影響を与えた。
原子論の歴史家ジョシュア・グレゴリーによれば、ガレノスの時代から17世紀にアイザック・ベークマン、ガッサンディ、デカルトが原子論を復活させるまで、原子論に関する本格的な研究は行われなかった。「この二人の『近代の自然主義者』と古代の原子論者との間の空白は『原子の追放』を意味し、『中世は原子論を放棄し、事実上失ってしまったことは広く認められている』」。
古代の原子論者の著作は入手不可能であったが、アヴェロエスの注釈がラテン語に翻訳されるにつれて、スコラ哲学の思想家たちは徐々にアリストテレスの原子論批判を知るようになった。エピクロスの原子論はスコラ哲学の時代には人気を失っていたが、アリストテレス主義の自然最小原理は広く検討された。自然最小原理に関する考察は、デカルトなどの近世初期の思想家の機械論哲学、そしてゲーバーやダニエル・ゼンネルトの錬金術の著作の哲学的背景を提供し、彼らはさらに、近代化学の創始者の一人である粒子論的錬金術師ロバート・ボイルに影響を与えた。[ 58 ] [ 59 ]
後期ローマおよびスコラ学派におけるこの概念に関する注釈の主要なテーマは、ミニマ・ナチュラリアとアリストテレスの無限分割可能性の一般原理との調和であった。ヨハネス・フィロポノスやトマス・アクィナスのような注釈者は、数学的分割可能性と「自然的」分割可能性を区別することによって、アリストテレスの思想のこれらの側面を調和させた。いくつかの例外を除いて、中世のほとんどの期間、ヨーロッパの大学のカリキュラムの多くは、このようなアリストテレス主義に基づいていた。[ 60 ]
しかし、中世の大学には原子論の表現も存在した。例えば、14世紀のニコラ・ド・オトレクールは、物質、空間、時間はすべて分割不可能な原子、点、瞬間から成り立っており、すべての生成と消滅は物質原子の再配置によって起こると考えた。彼の考えとアル・ガザーリーの考えの類似性は、ニコラがガザーリーの著作に精通していた可能性を示唆しており、おそらくアヴェロエスの反駁を通して知ったのだろう。[ 61 ]
17世紀には、アリストテレス物理学のハイブリッドあるいは代替案として、エピクロス派の原子論と微粒子論への関心が再び高まった。原子論の復興における主要人物は、アイザック・ベークマン、ルネ・デカルト、ピエール・ガッサンディ、ロバート・ボイルなどであり、その他にも多くの著名な人物が活躍した。
イングランドにおける最初の原子論者のグループの一つは、第9代ノーサンバーランド伯ヘンリー・パーシー（1564年- 1632年）が率いたノーサンバーランド・サークルとして知られるアマチュア科学者の集団であった。彼らは重要な著作をほとんど発表しなかったものの、イングランドで勃興しつつあった科学文化の中で原子論の思想を広めるのに貢献し、 1605年頃に原子論者となったフランシス・ベーコンに特に影響を与えた可能性がある（ただし、ベーコンは後に原子論の主張の一部を否定している）。彼らは古典的な原子論を復活させたが、このグループは科学の先駆者であった。ノーサンバーランド・サークルには、1610年（ガリレオの『星界の使者』が出版された年）以前に確固たるコペルニクス主義者であった者のほぼ半数が含まれていた。16世紀後半から17世紀初頭にかけて影響力を持った他の原子論者には、ジョルダーノ・ブルーノ、トーマス・ホッブズ（彼もまた晩年に原子論に対する立場を変えた）、トーマス・ハリオットなどがいる。この頃、フランスでも様々な原子論が花開いていた。[ 62 ]
ガリレオ・ガリレイ（1564年- 1642年）は、1612年の著書『浮体論』の中で原子論を提唱した（Redondi 1969）。ガリレオは『試金石』の中で、音を除くすべての現象は「運動する物質」によって生じるとする、粒子説に基づくより完全な物理体系を提示した。
原子論は、その主要な提唱者たちによって、物体の見かけ上の性質のいくつかは知覚する心の産物、つまり「一次」性質とは区別される「二次」性質であるという考えと結び付けられました。[ 63 ]ガリレオは、実験を通してアリストテレス物理学のいくつかの基本的な問題点を特定しました。彼は部分的な代替として原子論を利用しましたが、決して明確にそれにコミットしたわけではありませんでした。たとえば、落下物体と斜面に関する彼の実験は、円慣性運動と加速自由落下の概念に彼を導きました。当時のアリストテレスの衝動と地上運動の理論では、これらを説明するには不十分でした。原子論は落下の法則も説明しませんでしたが、古代の原子論では運動が保存されていたため（アリストテレス物理学とは異なり）、説明を展開するためのより有望な枠組みでした。
ルネ・デカルト（1596年- 1650年）の「機械論的」 粒子論の哲学は、原子論と多くの共通点があり、ある意味では原子論の別バージョンと考えられています。デカルトは、宇宙のあらゆる物理的なものは、物質の微小な渦でできていると考えました。古代の原子論者と同様に、デカルトは、味覚や温度などの感覚は、物質の微小な断片の形と大きさによって引き起こされると主張しました。『哲学原理』（1644年）の中で、彼は次のように書いています。「物体の本質は、重さ、硬さ、色などではなく、ただ広がりにある。」[ 64 ]原子論とデカルトの概念の主な違いは、空虚の存在でした。彼にとって真空は存在し得ず、粒子が他の物質の中を移動する際に、すべての物質は空虚を防ぐために絶えず渦巻いていました。デカルトの見解と古典的な原子論とのもう一つの重要な違いは、デカルトの心身二元論であり、これにより思考、魂、そして最も重要な神のための独立した存在領域が認められた。
ピエール・ガッサンディ（1592年- 1655年）は、フランス出身のカトリック司祭であり、熱心な自然哲学者でもありました。ガッサンディの原子論の概念は、古典的な原子論に近いものでしたが、無神論的なニュアンスは含まれていませんでした。彼は特にギリシャの原子論者に強い関心を抱いており、異端的で無神論的な哲学的結論から原子論を「浄化」しようとしました（Dijksterhius 1969）。ガッサンディは、デカルトへの反論として、機械論的哲学の原子論的概念を定式化しました。彼は特に、物理学の純粋に機械的な説明のみが有効であるというデカルトの還元主義的な見解と、物理学全体に幾何学を適用することに反対しました。[ 62 ]
ヨハン・クリュソストム・マグネヌス（1590年頃- 1679年頃）は、 1646年に『デモクリトス復活』を出版した。マグネヌスは、「原子」（今日でいう分子）の大きさを科学的に推定した最初の人物である。大きな教会で、香の香りが全体に行き渡るまでにどれだけの香を燃やさなければならないかを測り、香の粒に含まれる分子の数を10¹⁸オーダーと計算した。これは実際の数値よりわずか1桁低いだけである。[ 65 ]
微粒子説は原子論に似ているが、原子は分割不可能であると考えられていたのに対し、微粒子は原理的には分割可能であるという点が異なる。例えば、水銀が金属に浸透して内部構造を変化させ、金の変成生成への第一歩となる可能性があると理論づけられた。微粒子説は、その主要な提唱者たちによって、物体が持つように見える性質の一部は知覚する心の産物であるという考え、すなわち「一次」性質とは区別される「二次」性質であるという考えと結び付けられていた。[ 66 ]しかし、微粒子説のすべてが一次性質と二次性質の区別を利用したわけではない。中世および近世初期の錬金術における影響力のある伝統では、化学分析によって、化学化合物（現代の用語を使用）の中でその同一性を保持する頑丈な微粒子の存在が明らかになったと主張された。ウィリアム・R・ニューマンはこの物質理論へのアプローチを「化学的原子論」と名付け、それが機械論哲学と19世紀初頭に出現した化学的原子論の両方にとって重要であると主張した。[ 67 ] [ 68 ]
粒子説はその後数百年にわたって支配的な理論であり続け、17世紀のロバート・ボイル（1627-1692）やアイザック・ニュートンなどの科学者の研究において錬金術とのつながりを維持した。 [ 69 ] [ 70 ]例えば、ニュートンは光の粒子説の展開において粒子説を用いた。ロバート・ボイル以降、ほとんどのイギリスの科学者に受け入れられた形式は、デカルトとガッサンディの体系の融合であった。ボイルは『懐疑的な化学者』（1661）で化学から生じる問題を示し、可能な説明として原子論を提示した。最終的に粒子説と原子論のハイブリッドの受容につながる統一原理は、物理科学で広く受け入れられるようになった機械論哲学であった。ボイルは分割不可能な粒子を最小自然物または第一自然物と呼び、「原子」という用語はごくまれにしか使用しなかった。[ 71 ]
ロシアの博学者ミハイル・ロモノーソフは、 1744年の論文「熱と寒さの原因についての考察」の中で、微粒子を複合粒子として具体的に定義した。「元素とは、他のより小さな物体で構成されていない物体の一部である。微粒子とは、1つの小さな塊を構成する元素の集合体である。」[ 72 ]後期の研究（1748年）では、「元素」の代わりに「原子」という用語を、「微粒子」の代わりに「粒子」または「分子」という用語を使用している。
18世紀後半になると、工学や技術の有用な実践が、物質の構成に関する哲学的説明に影響を与え始めた。物質の究極的な性質について考察する人々は、可能な限り、再現可能な実験によって自らの「思考実験」を検証し始めた。
ラグーサの博学者ロジャー・ボスコヴィッチ（1711-1787）は、ニュートンとライプニッツの考えに基づいて原子論の最初の一般的な数学理論を提供したが、それを原子物理学のプログラムを提供するように変形した。[ 73 ]
1808年、イギリスの物理学者ジョン・ドルトン（1766-1844）は、多くの人々の既知の実験研究を統合し、物質の組成に関する経験的証拠をまとめた。 [ 74 ]彼は、蒸留水はどこでも分析すると水素と酸素という同じ元素になることに気づいた。同様に、他の精製された物質も、同じ重量比で同じ元素に分解された。
さらに、彼はラヴォアジエの「元素とは、それより単純なものに分解できない物質である」という定義を用いて、各元素には固有の原子が存在すると結論づけた。したがって、ドルトンは次のように結論づけた。
そして彼は、いくつかの一般的な化合物の組成における相対的な重量のリストを提示し、次のように要約した。[ 75 ]
ドルトンは、元素の重量比が一定であることから、ある元素の原子は他の元素の限られた数の原子としか結合せず、彼が列挙した物質を形成すると結論づけた。
ドルトンの原子論は19世紀を通じて論争の的となった。[ 76 ]定比例の法則は受け入れられたものの、それが原子によるものだという仮説は広く受け入れられていなかった。例えば、1826年にハンフリー・デービー卿が王立協会からドルトンに王立メダルを授与した際、デービーは原子の推測を無視した場合にのみ理論が有用になると述べた。[ 77 ]イギリスの化学者ベンジャミン・コリンズ・ブロディ卿は1866年に原子論に代わる非原子論として『化学演算の計算』の第一部を出版した。 [ 78 ]彼は原子論を「徹底的に唯物論的な大工仕事」と評した。 [ 79 ]イギリスの化学者アレクサンダー・ウィリアムソンは1869年にロンドン化学会会長講演で[ 80 ]、批判者や懐疑論者から原子論を擁護した。これがきっかけとなり、さらなる会合が開かれ、そこで実証主義者たちは再び原子の存在という仮説を攻撃した。この問題は最終的に、20世紀初頭の原子物理学の台頭によってドルトンの主張が認められる形で解決された。
1860年代から1890年頃まで、ウィリアム・トムソンが最初に提唱し、 JJトムソンが拡張した理論では、原子は遍在する連続流体媒体中の渦として捉えられていました。この考え方は、物質を摩擦のない流体中の安定した回転として捉え、概念を視覚的に説明するために使用された煙の輪に似ているというものでした。 [ 81 ] : 38デカルトの初期の渦理論では、渦を巻く小さな粒子を想定していましたが、トムソンのモデルでは、渦は連続媒体中に存在します。[ 81 ] : 33この理論は、概念的にも時間的にも、光を伝えるエーテルの理論の台頭と重なっていましたが、2つの理論は同一ではありませんでした。[ 81 ] : 49この理論は数学に大きな影響を与え、例えば結び目の理論を刺激したが、 [ 81 ] : 46その提唱者たちは最終的に渦は安定していないと結論づけ、さらにこの理論は磁気や重力などの現象を説明できないと結論づけた。[ 81 ] : 75
原子と分子は長い間物質の構成要素として理論化されてきましたが、アルバート・アインシュタインは1905年に、スコットランドの植物学者ロバート・ブラウンが観察した動きは、花粉が個々の水分子によって動かされた結果であると説明した論文を発表し、科学への最初の貢献の1つとなりました。このブラウン運動の説明は、原子と分子が存在するという説得力のある証拠となり、1908年にはフランスの物理学者ジャン・ペラン（1870-1942）によって実験的にさらに検証されました。ペランは「物質の不連続構造に関する研究」により、1926年にノーベル物理学賞を受賞しました。原子の衝撃の方向は常に変化しており、粒子は異なる時間に片側からより多く衝突されるため、動きは一見ランダムな性質を帯びます。
ヒンドゥー教の二つの思想体系は、ギリシャの思想と示唆的に類似した物理理論を提唱している。ヴァイシェーシカ哲学の創始者であるカナダは、世界は様々な元素と同じ種類の原子から構成されていると考えた。ジャイナ教徒は、すべての原子は同じ種類であり、多様な組み合わせ方によって異なる効果を生み出すと教えることで、デモクリトスにより近い考え方を示した。カナダは光と熱は同じ物質の変種であると信じ、ウダヤナはすべての熱は太陽から来ると教え、ヴァチャスパティはニュートンと同様に、光は物質から放出され目に当たる微粒子から構成されていると解釈した。
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