Anaximène (~ 556-~ 480), à la différence de Thalès, enseignait que toute substance provient de l'air (pneuma) par raréfaction et condensation ; dilaté à l'extrême, cet air devient feu ; comprimé, il se transforme en vent ; il produit des nuages, qui donnent de l'eau lorsqu'ils sont comprimés. Une compression plus forte de l'eau transforme celle-ci en terre, dont la forme la plus condensée est la pierre. Empédocle a considéré trois autres éléments comme fondamentaux : le feu, l'eau et la terre, et Platon a donné une interprétation géométrique des quatre éléments dans laquelle l'air est représenté par l'octaèdre régulier.
La théorie des quatre éléments a été transmise jusqu'au xviiie siècle par les philosophes et les alchimistes (tetrasomia) ; mais Jan Baptist Van Helmont (1577-1664), mi-chimiste, mi-alchimiste, est amené à considérer qu'il y a plusieurs espèces de « fluides élastiques », auxquels il a donné le nom de gaz (du mot flamand ghoast). Toute une « science des gaz » ou « pneumatique » s'est développée pendant le xviie siècle avec Torricelli (1608-1647), Pascal (1623-1662), Otto von Guericke (1602-1686), R. Boyle (1627-1691), E. Mariotte (1620-1684) et d'autres. « On n'aurait jamais pensé à cet élément, écrit le célèbre chimiste Boerhaave, si l'on n'avait pas observé la résistance qu'il offre au mouvement des corps présentant un grand volume [...]. C'est donc un fluide résistant au mouvement, mais qu'il est difficile de connaître parfaitement, car, à cause de sa subtilité, il n'affecte que très peu nos organes. » L'air est donc considéré comme un fluide subtil contenant beaucoup de corpuscules d'espèces différentes et hétérogènes. Il semble même contenir de l'or ! Il pénètre les pores de tous les solides sans « se coaguler » avec eux ; il suffit de « détruire les prisons où il est retenu » pour qu'il en ressorte sans avoir subi aucun changement. Au milieu du xviiie siècle, Buffon écrivait encore : « Nous ignorons actuellement quelle est la figure des parties constituantes des corps ; l'eau, l'air, la terre […]
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