En los primeros días de la ciencia moderna, el racionalismo griego era todavía la única manera de mirar en el dominio de lo infinitamente pequeño. Debido a esa limitación experimental, el atomismo parece ser el prototipo de área de conocimiento donde se puede ver, más claramente, la evolución en los métodos de producción del conocimiento a partir de una doctrina pura. El atomismo aún era aceptado en el siglo XVII, prosiguiendo por vías filosófico-científicas, hasta llegar a las modernas teorías atómicas de la actualidad.
Se percibe, entonces, que esta área del conocimiento aún no se liberó totalmente de ese carácter doctrinario y filosófico arrastrado desde sus orígenes; y no es imposible que estemos en proceso de percibir que el átomo de Dalton está para los átomos de Demócrito así como nuestra Galaxia está para la Tierra. Puede que sea ese el motivo por el cual la profecía del físico Werner Heisenberg esté tardando tiempo en concretizarse.
El punto de partida que promovió una revisión del atomismo de Demócrito parece tener su percepción expresada por Galileo Galilei en 1638 sobre una posible existencia del vacío. Hasta entonces, prevalecían las ideas de Descartes a negar el vacío y a proponer la existencia de los vórtices creados por movimientos conjuntos de partículas, con cada una ocupando sucesivamente los locales desocupados por las otras. El vacío fue demostrado años más tarde, en 1644, por Torricelli, un discípulo de Galileo. Ya en 1658, Robert Boyle inició una serie de experiencias que terminarían con la Ley Boyle y a relacionar presión y volumen de gases. A partir de esas experiencias, Boyle se convenció de que los gases se componían de partículas sólidas asociadas en moléculas, estando las diversas propiedades de los gases relacionadas al tipo de asociación. Newton alcanzó a expresar su simpatía por las ideas de Boyle en los siguientes términos:
‘[…] resulta probable para mí que Dios en el comienzo formó la materia en partículas movibles, impenetrables, duras, voluminosas, sólidas, de tales formas y figuras, y con tales propiedades y en tal proporción al espacio, y más conducidas al fin para el cual se formó; y que estas partículas primitivas, siendo sólidas, son incomparablemente más duras que las de cualquier cuerpo poroso compuesto de ellas; incluso tan duras que nunca se consumen o se rompen en pedazos; ningún poder común siendo capaz de dividir lo que Dios, Él mismo, hizo en la primera creación’.
Sin embargo, ya pesar de estos resultados experimentales, no tardó en surgir la idea de puntos metafísicos de la existencia real de Leibniz (1646-1716), llamadas mónadas (dinamismo pluralista). El argumento de Robert Boyle sólo vino a ser expresado matemáticamente ochenta años más tarde (1738) por Daniel Bernoulli, el precursor de la teoría cinética de los gases, una teoría que llegó a ser rechazada por los físicos durante más de un siglo. Bernoulli, partiendo de un modelo a considerar los gases constituidos por un gran número de partículas en movimiento caótico, y rápido, dedujo laley de Boyle, teniendo la presión como consecuencia de los impactos mecánicos de las partículas sobre las paredes del recipiente. También se encontró que al recibir el calor, las partículas de un gas se mueven más rápidamente.
Aunque muchos físicos han demostrado ser escépticos sobre el renacimiento del atomismo y su evolución a una teoría atómica de la materia fue acoplándose, paulatinamente, a la química experimental con Proust (ley de las proporciones definidas, 1794), Gay-Lussac (relaciones volumétricas de gases, 1809) y Avogadro (hipótesis a explicar las relaciones volumétricas, 1811); estas últimas sirvieron para complementar la teoría atómica formulada por Dalton (1803-1808). La teoría atómica únicamente llegó a ser definitivamente aceptada en química después de la síntesis efectuada por Canizzarro (1869), en que reforzó las ideas de Avogadro al dilucidar problemas relacionados con las notaciones químicas (fórmulas químicas destinadas a aclarar cómo se combinan los átomos en las moléculas). Desde el trabajo de Canizzarro, Ivánovich Mendeleyev construyó, en 1869, la primera tabla periódica.
Después de la obra de Mayer (1842) y Joule (1849), para demostrar que el calor es una forma de energía, los físicos, finalmente dejaron de lado la doctrina del calórico y pasaron a interesarse por los trabajos de Bernoulli (1738), de Herapath (1821) y de Waterson (1845) asociados a la teoría cinética de los gases, la cual se concluyó con los estudios de Clausius (1857), Maxell y Boltzmann (1860), aofrecer las bases para las teorías atómicas de la física moderna.
