麥裏梭糾正了巴門尼德關於存在有限的觀點，反駁存在是“變化的多”，維護愛利亞學派“不變的一”的主張。他否認虛空的存在，證明存在的不動性。這個觀點激發了後來研究原子論的學者。
元素派的四根說和種子論
自愛利亞學派起，哲學家們不再把目光停留在自然界中的某一個元素（水、火、氣等）或一種規定性的事物（數）作為萬物本原，他們開始理性思考，尋找能普遍解釋宇宙整體的事物。
公元前5世紀至公元前4世紀，唯物主義出現了一種新的觀點，認為本原是許多物質微粒，它們構成多種多樣複雜的事物。亞裏士多德稱為“元素論”，元素是物質，具有物理性質，與畢達哥拉斯學派的數不同，元素是不可感的物質微粒，不同於伊奧尼亞學派提出的物質整體狀態，如水、火、氣等。元素可能是“四根”，也可能是“種子”，或者是“原子”。四根說和種子說是原子論的理論先驅。
恩培多克勒，生於公元前495年，卒於約公元前435年。據說，他也是巴門尼德的學生。他認為自然界中的四大元素水、火、氣、土是構成自然界的基本要素，稱它們為“四根”。世界萬物都是由這四大元素按照不同的比例混合而成，並隨著這種結合方式的變化而變化，或者消失。四根是不會變化的，每一種元素都是絕對的存在，性質狀態十分穩定，是“永遠的一”。在恩培多克勒的眼裏，不變的四根混合或者分離，以不同的比例構成各種感性事物，這些感性事物構成了整個自然界。
恩培多克勒認為，四根本身沒有組合和分離的能力，它們的分合需要外力才能完成。這外力是“愛”與“恨”，“愛”使四根相互結合，“恨”使四根分離。“愛”與“恨”在希臘語的意思是“友好”和“爭吵”。他把四根的分合、自然界的合力和斥力與人類情感作類比。雖然恩培多克勒運用了“愛”與“恨”比喻物質世界的運動變化，但並不代表他把自然本原與人類道德混淆。他設定四根之外的力量來解釋四根的運用變化，表現出樸素唯物主義直觀的局限性。
阿那克薩哥拉，生於約公元前500年，卒於約公元前428年。既是哲學家，又是物理學家、化學家、天文學家、數學家，他與古希臘政治家伯裏克利是好朋友。他的哲學思想在希臘哲學史上具有不可替代的重要地位。
阿那克薩哥拉認為，萬物的本原是無限的“種子”，他在物質性的世界中尋找萬物的本原。在他看來，世界上任何東西都不會無中生有，萬物的本原是多種形狀、顏色和味道，卻無法看見的“種子”。
根據阿那克薩哥拉的說法，“種子”的性質有以下幾點：一、種子是無限的，數量和種類都是無限的；二、“種子”是混合而存在的；三、“種子”本身沒有運動的能力，隻能通過外力產生作用；四、“種子”有永恒的屬性。
另外，“理智”也是阿那克薩哥拉哲學思想中的重要觀點，他是西方哲學史上第一個把“理智”上升到高於物質的哲學家。他所說的“理智”，具有永恒、無限、無形、獨立的特點，是一個新的概念。相比於恩培多克勒的“愛”與“恨”的比喻修辭，“理智”的概念更加具有概括性和思辨性。理智知曉一切，並且主宰一切有靈魂的東西。
阿那克薩哥拉在歐洲哲學史上做出了巨大的貢獻，體現在三個方麵。一是阿那克薩哥拉第一次把哲學從外邦帶入希臘，影響了後來的蘇格拉底、柏拉圖和亞裏士多德等偉大的哲學家；二是第一次把看不見的“種子”作為萬物本原，使自然哲學更加深入地探討事物內部；三是阿那克薩哥拉第一次把精神上的東西“理智”作為本原，為後來的哲學革命奠定了基礎。
原子論的創立與發展
留基伯（約公元前500年-約公元前440年），是伊奧尼亞學派的思想家，他最早創立原子論，被稱為“原子論之父”。他不僅繼承了伊奧尼亞學派的科學理性主義哲學，而且受過巴門尼德和芝諾的影響。據說，留基伯曾經與巴門尼德一起研究過哲學，但是他們的觀點完全對立。他認為，存在和非存在都是存在的，這就是原子和虛空，是事物生成的緣由。留基伯嚐試把巴門尼德和恩培多克勒的學說調和，發展原子論。因為他們的思想與近代科學的觀點相近，避免了許多在哲學上易犯的錯誤。
人們對留基伯的了解極少，提到原子論的代表人物，更多的是他的學生德謨克利特。
德謨克利特（約公元前460年-公元前370年），是偉大的唯物主義哲學家和希臘人中第一個百科全書式的學者，是希臘文化史上僅次於亞裏士多德的第二博學的人。據傳，他曾跟阿那克薩哥拉學習，也與蘇格拉底探討過哲學。他豐富了留基伯的原子理論，提出新的原子論，用虛空和原子都是客觀存在的悖論來表達他的觀點。他認為，原子和虛空是萬物的本原，原子是由堅固的、無縫隙的、緊密的物質構成，不可分割，內力和外力都不能使其破碎。他還提出，虛空是原子存在和運動的根本條件，是原子存在的容器和原子運動的前提。假如空間是填滿的，原子就沒有運動空間，事物也就無法形成。原子在虛空的運動中形成萬物，一旦原子分離，事物就會消失。在他看來，萬物生成的根本原因在於虛空和原子。虛空概念是德謨克利特做出的巨大貢獻，是西方哲學史上第一次提出“空間”的理論。
德謨克利特還認為，原子是充實的，所以是“存在”；虛空是稀疏空虛的，所以是“非存在”。“非存在”不是純粹的虛無，不是不存在，而是相對充實的原子而言，虛空是不充實的，“存在”與“非存在”都是實在的。這種看起來十分詭異的觀點，事實上是因為對存在進行無窮可分才導致非存在。