El atomismo es una teoría filosófica que apareció en la Antigua Grecia durante el siglo V a. C. y en la India hacia el año 600 a. C. —aunque tal vez surgiera mucho antes (Mosco de Sidón)—, según la cual el universo está constituido por combinaciones de pequeñas partículas indivisibles denominadas átomos (del griego ἄτομον, «que no se puede cortar», «indivisible»).
En las antiguas creencias, el átomo se definía como el elemento más pequeño, a la vez extenso e indivisible, del que están hechas todas las cosas. Leucipo es considerado por Aristóteles y Diógenes Laercio como el fundador del atomismo, aunque según Sexto Empírico le presta la invención del átomo a Mosco de Sidón, un fisiólogo o filósofo natural fenicio.
Según el atomismo mecanicista de Leucipo y Demócrito (siglos V y IV a. C.), los átomos son unas partículas materiales indestructibles, desprovistas de cualidades, que no se distinguen entre sí más que por la forma y dimensión, y que por sus diversas combinaciones en el vacío constituyen los diferentes cuerpos. Esta concepción de la naturaleza es absolutamente materialista, y explica todos los fenómenos naturales en términos de número, forma y tamaño de los átomos. Incluso reduce las propiedades sensoriales de las cosas a las diferencias cuantitativas de los átomos.
El atomismo aparece en la filosofía griega como un intento de superar las dificultades lógicas para explicar el cambio de las cosas consideradas en la escuela eleática. Afirma lo que esta misma afirma y puede afirmar también lo que esta niega, haciéndose así más comprensiva como teoría. No hay disyuntiva entre ser y no ser, sino ambas cosas, sólo que el ser no es efectivamente tal, esto es, espacio y vacío. Esta simultaneidad de los contrarios constituye la fuente del movimiento.
Esta teoría atómica recorre con tal fluidez el tránsito del ser a las cosas, suprime de golpe tantos obstáculos para la comprensión mecánica y matemática del universo, que desde entonces se convirtió en modelo para cualquier investigación racional de la naturaleza. También se presenta como afín al pluralismo de Anaxágoras o de Empédocles (siglo V a. C.). Anaxágoras consideraba que todo estaba hecho de partículas elementales llamadas homeomerías conceptualmente diferentes (aunque muy similares) a los átomos de Leucipo y Demócrito, mientras que Empédocles afirmaba que casi todas las cosas (no los ojos, por ejemplo) están compuestas por de los cuatro elementos, a saber: aire, agua, tierra y fuego.
La esencia del argumento atomista es como sigue. Tomemos por válida la hipótesis, «las cosas materiales son divisibles hasta el infinito». Dado que tal división es posible, imaginemos que la llevamos a cabo con un cuerpo; ¿Qué queda entonces de este? O bien el producto de la división es un número de cuerpos con magnitud física, o consiste en un número de elementos que no tienen magnitud. En el primer caso, los cuerpos residuales con magnitud deben seguirse pudiendo dividir, pues la división no se habría llevado a cabo completamente, lo cual contradice el punto de partida. En el segundo caso, el cuerpo original, que tiene magnitud, estaría compuesto por elementos que no tienen magnitud, lo cual es imposible. La suma de infinitos elementos que no poseen magnitud da lugar a un elemento sin magnitud. Así que ambos posibles resultados llevan a un absurdo y por tanto la hipótesis de que los cuerpos materiales son divisibles hasta el infinito ha de ser falsa y, por lo tanto debe existir un límite a esta división, una unidad básica de materia indivisible que posee magnitud, llamada átomo y a partir de la cual no se puede seguir dividiendo.
En India, por otra parte, llegaban a conclusiones parecidas los jainistas Ajivika y Chárvaka y las escuelas del hinduismo ortodoxo nyaya y vaiśeṣika.
Aristóteles acepta la idea atomística y la concilia con la filosofía de las formas de Platón, argumentando que ambos están en lo cierto. Lo explicó a través de la primera substancia y de las categorías o substancias secundarias que dependen de ella. La primera substancia sería la materia de los atomistas y las categorías dependientes de ella serían las propiedades que definen a esa materia que la convierte en lo que es. Todo ello explicado en su doctrina de las cuatro causas.
Para evitar el determinismo mecanicista, criticado por Aristóteles, Lucrecio toma el pensamiento de Epicuro e introduce la tesis de que los átomos caen en el vacío y experimentan por sí mismos una declinación que les permite encontrarse (teoría del clinamen). De esta forma trata de imponer un cierto orden a la idea original que suponía que las cosas se formaban con un movimiento caótico de átomos.
En la Edad Media, a pesar de la oposición general al atomismo basada en consideraciones teológicas, y sobre todo por la fuerte influencia de Aristóteles, esta doctrina fue mantenida por Guillermo de Conches y Nicolás de Autrecourt. La teoría cobra nuevo auge en los siglos XV y XVI, coincidiendo con la crítica al aristotelismo, con las ideas de Nicolás de Cusa y Giordano Bruno, alcanzando un punto culminante con la renovación de Gassendi, que considera el atomismo como la hipótesis más razonable para la explicación de los fenómenos de la naturaleza. En esta época fueron debatidos los problemas inherentes a la doctrina atomista: dificultad lógica de admitir que exista una porción de materia que no se pueda dividir y las dificultades de explicar la diversidad de las propiedades físicas y químicas de los cuerpos. Asimismo es innegable la influencia que adquirió más tarde en los orígenes de la teoría atómica científica, empezando por el científico serbio Ruđer Bošković (1711-1787), primero en bosquejar una teoría atómica moderna de fundamento newtoniano que establece fuerzas de cohesión y de repulsión.
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