达·芬奇无论是在艺术领域，还是在自然科学领域，都取得了惊人的成就。他的眼光与科学知识水平超越了他的时代。
在文艺复兴早期，人们盲目地接受传统观念，崇拜古代权威和古典著作。人们学习科学知识也只是学习象《圣经》一样的亚里士多德的理论，只相信文字记载。达·芬奇反对经院哲学家们把过去的教义和言论作为知识基础，他鼓励人们向大自然学习，到自然界中寻求知识和真理。他认为知识起源于实践，只有从实践出发，通过实践去探索科学的奥秘。他说“理论脱离实践是最大的不幸”，“实践应以好的理论为基础”。达·芬奇提出并掌握了这种先进的科学方法，采用这种科学方法去进行科学研究，在自然科学方面作出了巨大的贡献。他提出的这一方法，后来得到了伽利略的发展，并由英国哲学家弗兰西斯．培根从理论上加以总结，成为近代自然科学的最基本方法。 达·芬奇坚信科学，他对宗教感到厌恶，抨击天主教为“一个贩卖欺骗的店铺”。他说：“真理只有一个，他不是在宗教之中，而是在科学之中。”达·芬奇的实验工作方法为后来哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿等人的发明创造开辟了道路。
在天文学上，达·芬奇对传统的“地球中心说”持否定的观点。他认为地球不是太阳系的中心，更不是宇宙的中心，而只是一颗绕太阳运转的行星，太阳本身是不运动的。达·芬奇还认为月亮自身并不发光，他只是反射太阳的光辉。他的这些观点的提出早于哥白尼“太阳中心说”。甚至在当时，达·芬奇就幻想利用太阳能了。
在物理学方面， 达·芬奇重新发现了液体压力的概念，提出了连通器原理。他指出：在连通器内，同一液体的液面高度是相同的，不同液体的液面高度不同，液体的高度与密度成反比。他发现了惯性原理，后来为伽利略的实验所证明。他认为一个抛射体最初是沿倾斜的直线上升，在引力和冲力的混合作用下作曲线位移，最后冲力耗尽，在引力的作用下作垂直下落运动。他的这一发现使亚里士多德的落体学说产生了动摇。他发展了杠杆原理，除推导出作用力与臂长关系外，还算出了速度与臂长的关系。他指出了“永动机”作为能源的不可能性。达·芬奇还预示了物质的原子原理，形象生动的描述了原子能的威力：“那东西将从地底下爆起，……使人在无声的气息中突然死去，城堡也遭到彻底毁坏，看起来在空中似乎有破坏力。”
达·芬奇在解剖学和生理学上也取得了巨大的成就，被认为是近代生理解剖学的始祖。他掌握了人体解剖知识，从解剖学入手，研究了生理学和医学。他最先采用蜡来表现人脑的内部结构，也是设想用玻璃和陶瓷制作心脏和眼睛的第一人。他发现了血液的功能，认为血液对人体起着新陈代谢的作用。他说血液不断的改造全身，把养料带到身体需要的各个部分，再把体内废物带走。达·芬奇研究过心脏，他发现心脏有四个腔，并画出了心脏瓣膜。他认为老年人的死因之一是动脉硬化，而产生动脉硬化的原因是缺乏运动。后来，英国的威廉．哈维证实和发展了达·芬奇的这些生理学成果。
达·芬奇的研究和发明还涉及到军事和机械方面，他发明了飞行机械、直升飞机、降落伞、机关枪、手榴弹、坦克车、潜水艇、双层船
壳战舰、起重机等等。他还在数学领域和水利工程等方面作出了重大的贡献。 可以说，达·芬奇的研究涉及到自然科学的每一部门，他的思想和才能深入到人类知识的各个领域。他是世界上少有的全面发展的学者。
但是达·芬奇的大多数著作和手稿都没有发表，直到他逝世后多年才被世人所发现。科学史家丹皮尔这样评论达·芬奇，“如果他当初发表他的著作的话，科学本来一定会一下就跳到一百年以后的局面。”
说到艺术创作，在文艺复兴时期当数达·芬奇、米开朗基罗和拉斐尔的成就最高。他们的艺术成就达到了西方造型艺术继古希腊之后的第二次高峰，仅绘画而言，则达到了欧洲的第一次高峰。其中尤以达·芬奇最为突出，恩格斯称他是巨人中的巨人。在艺术创作方面，达·芬奇解决了造型艺术三个领域——建筑、雕刻、绘画中的重大课题：1、解决了纪念性中央圆屋顶建筑物设计和理想城市的规划问题；2、完成了15世纪以来雕刻家深感棘手的骑马纪念碑雕像的课题；3、解决了当时绘画中两个重要领域--纪念性壁画和祭坛画的问题。达·芬奇的艺术作品不仅象镜子似的反映事物，而且还以思考指导创作，从自然界中观察和选择美的部分加以表现。壁画《最后的晚餐》、祭坛画《岩间圣母》和肖像画《蒙娜丽莎》是他一生的三大杰作。这三幅作品是达·芬奇为世界艺术宝库留下的珍品中的珍品，是欧洲艺术的拱顶之石。
达·芬奇比之文艺复兴时期中的任何一人，有更多的、领域更广的幻想。他思想深邃、博学多才。他怀着永无休止的探索精神去研究自然和人生的一切奥秘，他把艺术和科学、理智和情感、形体和精神熔于一炉，继承和发扬了前人的人文主义思想和现实主义表现手法，把艺术推进到一个前所未有的高度，为自然科学的发展作出了巨大贡献。 达·芬奇是当之无愧的“文艺复兴时代最完美的代表人物”。
1：绘画理论
他将前辈画家关于人体解剖、透视和素描等研究成果，通过自己的探索和实践，上升到系统理论。如人体解剖，据说，他不顾当时天主教禁律，亲自解剖了30多具尸体，他的那幅著名的人体解剖素描（演示）被认为是最成功的设想把完美人体造型包含在一个圆形和正方形的理论。主要论著有《绘画论》。
2：油画技法
在技法上也不断地探索，经常变换颜色的调法，创造一种被称为“薄雾法”的表现手法。因为在在文艺复兴初期的一些技法中，仍残留着哥特式宗教祭坛画的痕迹，单线平涂，色彩较单调，体积感和空间感相对较弱。面达芬奇的“薄雾法”则将人物的边线逐渐消失，若有若无，更加接近真实。我们可以从他的几幅传世杰作：《蒙娜丽莎》及《岩间圣母》中就能看到达芬奇对于油画表现手法的创造性贡献（演示）。
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