Empedocle, figura di filosofo e medico, riteneva che le cose nella loro varietà e nel loro divenire potevano essere conosciute non con la speculazione astratta, ma con l’esperienza cioè con l’osservazione e con i ragionamenti. “Si può essere sicuri di quello che ognuno particolarmente ha sperimentato. Vanamente, quindi, pensano alcuni di aver trovato, senza qualsiasi esperienza particolare, una conoscenza sicura di tutte le cose”.
Così Empedocle, in qualità di medico, studia l’anatomia e la fisiologia degli esseri viventi al fine di trovare quella trama di relazioni che permetta di capire il funzionamento dei corpi.

Nell’indagini di fisiologia contenute nel Poema Fisico Empedocle si sofferma sui meccanismi della respirazione che avviene tramite i pori della pelle e che è prodotta dalla pressione alternata dell’aria e del sangue dentro i vasi capillari che percorrono l’intero organismo. Quando il livello del sangue scende, nei vasi capillari può entrare dai pori l’aria e si ha l’inspirazione; quando il livello del sangue torna a salire, l’aria viene espulsa dai pori e si ha l’espirazione. Questo processo viene illustrato con l’esperimento della clessidra immersa in un recipiente d’acqua. Come l’acqua del recipiente entra ed esce nella clessidra a seconda della maggiore o minore pressione dell’aria, così nelle vene il sangue avanza o retrocede in rapporto alla pressione dell’aria. Più esattamente, data una clessidra vuota con le parti superiore ed inferiore forate, qualora venga immersa in acqua ed i fori superiori siano otturati da una mano, l’aria imprigionata nella clessidra impedirà all’acqua di entrare; se si toglie la mano entrerà dai fori sottostanti tanta acqua quanta è l’aria che esce; se si toglie la clessidra dalla vaschetta tenendo i fori superiori otturati, la pressione dell’aria sui fori inferiori impedirà all’acqua di uscire; lasciando liberi i fori superiori, entrerà l’aria che spingerà fuori dai fori inferiori una quantità corrispondente d’acqua.

La prova della clessidra non costituisce una sperimentazione vera e propria, ma è una verifica costruita per analogia: essa permette di capire quanto non è osservabile dentro il corpo umano, prestando attenzione a quanto accade di simile all’esterno nel mondo fisico. In virtù infatti, del principio conoscitivo di Empedocle secondo cui “il simile è conosciuto dal simile”, si può spiegare ciò che accade nei vasi capillari tra aria e sangue osservando il rapporto tra aria ed acqua all’esterno del corpo.