Wissenschaftliches Denken hebt mit dem Begriff einer letzten Substanz an. Bei Parmenides ist diese vollkommen entstofflicht, ja eigentlich keine Substanz, sondern das reine, ungeteilte Sein, dem der Schein der sich wandelnden Sinneswelt gegenübersteht. Empedokles aus Akragas (ca. 495 - 435) war wie die Eleaten von der Unwandelbarkeit des Seienden überzeugt. Um aber die Vielheit der sichtbaren Dinge in positiver Weise zu erklären, nahm er statt einem Sein eine Mehrzahl von Seienden an, namentlich die 4 Elemente Erde, Wasser, Luft und Feuer. Selber aus kleinsten Urteilchen bestehend, baut sich aus diesen 4 Elementen durch mechanische Mischung die Fülle der Erscheinungen auf. Es gibt kein Entstehen und Vergehen im Heraklitischen Sinn, wohl aber räumliche Bewegung der 4 Elemente, wobei mengenmäßig unterschiedliche Mischungen die Qualität eines Gegenstandes bestimmen. Die Grundbewegungen, die die Wandlungen erzeugen, sind Trennen und Verbinden. Da aber das Seiende, also die Elemente selbst, bar jeglicher Wandlungs- und Bewegungsfähigkeit sind, musste Empedokles den 4 ewig gleichbleibenden Urstoffen 2 Kräfte hinzugesellen, die vereinigende Liebe und den trennenden Streit. Mit der Idee von Elementen und der qualitativen Veränderung durch Verbinden und Trennen hat Empedokles das Grundkonzept der Chemie entworfen, ebenso geht der physikalische Kraftbegriff im Sinne von Anziehung und Abstoßung auf ihn zurück. Doch die Konzeption der zwei widerstreitenden Tendenzen entspricht einer noch viel elementareren Idee in der modernen Naturwissenschaft, nämlich der Entstehung der Dinge durch Maximierung und Minimierung der Entropie. Der Begriff Entropie entstammt der Thermodynamik, der von Ludwig Boltzmann entwickelten statistischen Mechanik, welche das Verhalten sogenannter Vielteilchen-Systeme behandelt. Ausgangspunkt dieser Theorie ist also der von Materiepartikeln erfüllte Raum, wobei Boltzmann zu dieser Konzeption vorstieß, noch bevor die Atomhypothese ihre empirische Bestätigung gefunden hatte. Als grundlegende Tendenz in einem mit Gaspartikeln gefüllten Behälter wie auch im mit Atomen erfüllten Universum hat er die Dissipation, die Zerstreuung der Teilchen, erkannt. Lokal unterschiedliche Dichten und Temperaturen werden im Laufe der Zeit ausgeglichen, so dass am Ende eine gleichförmige, kosmische Suppe, das thermodynamische Gleichgewicht, steht. Energie liegt nun im minderwertigsten Zustand der gleichförmigen Wärme vor, das System hat seine maximale Entropie erreicht, was gleichzeitig maximaler Unordnung entspricht. Doch im Universum ist auch eine gegenläufige Tendenz zu beobachten. Viele Systeme, vor allem die der Biosphäre, sind durch hohe Ordnung gekennzeichnet. Solche Systeme trinken gleichsam Ordnung aus ihrer Umgebung und minimieren die Entropie im Inneren, indem sie diese an ihr Milieu abgeben. Dadurch halten sie ihre innere Organisation aufrecht bzw. bauen immer komplexere Ordnungen auf. Diese Tendenz hat Erwin Schrödinger als Negentropie bezeichnet, das Streben nach negativer Entropie. Vor allem in den letzten Jahrzehnten hat man sich der Erforschung der Systeme zugewandt, welche fernab des thermodynamischen Gleichgewichts existieren und den Gegenpol zu Boltzmanns trostloser Vision des allgemeinen Wärmetods bilden.

Als diese beiden Tendenzen lassen sich nun unschwer die zwei Pole des empedokleischen Universums erkennen, welche Sphairos und Akosmía genannt werden. Sind alle Teilchen in einem Raumpunkt konzentriert, entspricht dieser Zustand thermodynamisch der minimalen Entropie (bzw. maximaler Negentropie) und zugleich höchster Ordnung, wenngleich es die einfachste Ordnung ist. Bei Empedokles ist dies der Sphairos, jener nur für einen Augenblick dauernde Zustand, in welchem durch völlige Übermacht der Liebe alle Elemente absolut durchmischt und zu einer homogenen Kugel vereinigt sind. Die Vielheit der Dinge aber entsteht, wenn sich in der göttlichen Einheit der Streit zu regen beginnt und zu seiner absoluten Herrschaft drängt, der Akosmía, dem Zustand totaler Trennung und Zerstreuung der Elemente. Betrachten wir diese Vorstellung, die sich wie so manche Idee der Vorsokratiker in selbstähnlicher Weise historisch wiederholt, nun aus kosmologischer Sicht. Die große Vereinheitlichung nennt man in der Hochenergiephysik jenen Zustand, wo im Urknall die 4 Kräfte, starke Kraft, schwache Kraft, Elektromagnetismus und Gravitation noch nicht getrennt waren. Es ist gleichzeitig der Zustand minimaler Entropie, welche durch Ausdehnung des Universums zu wachsen beginnt und im thermodynamischen Gleichgewicht ihr Maximum erreicht. Wachsen der Entropie bedeutet Wachsen der Unordnung, und doch ist es die Voraussetzung, um aus der anfänglichen höchsten und homogenen Ordnung der großen Einheit die sekundäre Ordnung der Einzeldinge zu erschaffen. Nur durch Trennung der 4 Kräfte und Vereinzelung der atomaren Elemente kann die bindende Tendenz dann Galaxien und Planeten oder Moleküle und Organismen erzeugen.

Auf Grundlage solcher Vorstellungen kam Empedokles auch zu einer Evolutionstheorie des Organischen, in naiver Weise die darwinsche Idee von zufälligen Mutationen und der Auswahl der Geeignetsten vorwegnehmend.