El primer experimento documentado con aire se llevó a cabo para apoyar una teoría de la circulación de la sangre totalmente equivocada, pero la innovación importante es la idea de llevar a cabo un experimento para comprobar la naturaleza y fue realizado por un médico llamado Empédocles, que floreció hacia el año 450 a. de C. en el sur de Sicilia.

Algunas historias dicen que se calificó a si mismo de dios. Pero quizás fue su inteligencia lo que le hizo pasar ante los otros por un dios. Creía que la luz se desplaza a gran velocidad pero no a una velocidad infinita. Enseñó que en otras épocas hubo una variedad mucho mayor de seres vivientes en la Tierra, pero que muchas razas de seres "debieron haber sido incapaces de generar y continuar su especie. Porque en el caso de todas las especies existentes, la inteligencia o el valor o la rapidez los han protegido y preservado desde los inicios de su existencia". Empédocles, como Anaximandro y Demócrito, al intentar explicar de este modo la hermosa adaptación de los organismos a sus medios ambientes, se anticipó en ciertos aspectos unos 2200 años, a la gran idea de Darwin de la evolución por selección natural.

Empédocles llevó a cabo su experimento con un cacharro doméstico que la gente había estado utilizando desde hacia siglos, la llamada clepsidra o ladrón de agua, que servia de cucharón de cocina. Se trata de una esfera de cobre con un cuello abierto y pequeños agujeros en el fondo que se llena sumergiéndola en el agua. Si se saca del agua con el cuello sin tapar, el agua se sale por los agujeros formando una pequeña ducha. Pero si se saca correctamente, tapando con el pulgar el cuello, el agua queda retenida dentro de la esfera hasta que uno levanta el dedo. Si uno trata de llenarlo con el cuello tapado el agua no entra.

Ha de haber alguna sustancia material que impida el paso del agua. No podemos ver esta sustancia. ¿De qué se trata? Empédocles afirmó que sólo podía ser aire. Una cosa que somos incapaces de ver puede ejercer una presión, puede frustrar mi deseo de llenar el cacharro con agua si dejo tontamente el dedo sobre el cuello. Empédocles había descubierto lo invisible. Pensó que el aire tenía que ser materia tan finamente dividida que era imposible verla.