Некоторое время Демокрит провел в Афинах, где инкогнито слушал лекции Сократа и, возможно, встречался с Анаксагором. Именно тогда — примерно в 420 г. до н. э. — был написан «Малый мирострой» — труд, посвященный формированию общества и государства. Опередив Чарльза Дарвина, Демокрит очертил теорию эволюции. Он считал, что все живые организмы приспосабливаются к внешним условиям и эволюционируют; конечная цель этого процесса — человек, который, однако, тоже вынужден постоянно адаптироваться и меняться. Для защиты от диких животных люди объединялись в стаи, тренировали навыки общения и смекалку. Наблюдая за животными, они осваивали искусства и ремесла: ткачеству их учили пауки, пению — соловьи, строительству — ласточки. Основным двигателем развития человека была потребность в чем-либо (в безопасности, пище, жилье, одежде). Постепенно образовывались общины, которые «обрастали» определенными ценностями и нормами морали, что в итоге привело к созданию государств и законов.
В итоге, потратив все отцовские деньги, Демокрит возвратился домой — и… сразу же попал под суд. Дело в том, что по законодательству Абдер растрата наследства рассматривалась как тяжкое преступление. Ученого обвинили в том, что из путешествия он ничего не привез, вернулся совершенно нищим и вынужден был жить за счет брата Дамаса. Такой гражданин считался недостойным погребения на родине. Поэтому народ потребовал изгнать Демокрита как преступника, нарушившего закон полиса.
Выступая в свою защиту, обвиняемый объяснил, что деньги он потратил на то, чтобы учиться и познавать мир. А затем зачитал часть своего нового произведения — «Большой мирострой», где была представлена концепция атомов. Без телескопа, микроскопа и прочих приборов ученый пришел к выводу, что Вселенная состоит из атомов — микроскопических, невидимых и неделимых частиц, которые хаотично движутся в пустоте (вакууме) и, притягиваясь одна к другой, образуют тела. Восприятие запахов, вкусов и цветов тоже определяется влиянием атомов на органы чувств. Любое тело излучает волны «истечений» — тончайшие слои атомов, которые формируют «идолов» (нечто вроде оттисков объектов) и с огромной скоростью перемещаются в пространстве, воздействуя на другие тела (позднее это явление назовут электромагнитным излучением). Душа тоже материальна: она состоит из особых — огненных — атомов, рассеянных по всему телу (вероятно, в наше время это называют аурой). Кроме того, Демокрит первым высказал идею о том, что во Вселенной существует бесчисленное множество миров, которые живут и умирают, уступая место новым.
