Он пробовал свои силы почти во всех науках. Он с энтузиазмом отнесся к математике как к самой чистой форме рассуждения; он чувствовал определенную красоту в геометрических фигурах и нарисовал несколько на одной странице с этюдом к «Тайной вечере».65 Он энергично выражал один из основополагающих принципов науки: «Нет уверенности в том, что нельзя применить ни одну из математических наук, ни одну из тех, что на них основаны».66 И он с гордостью вторит Платону: «Пусть ни один человек, не являющийся математиком, не читает элементы моего труда».67

Его увлекала астрономия. Он предложил «сделать очки, чтобы видеть луну большой».68 но, по-видимому, не сделал их. Он пишет: «Солнце не движется… Земля не находится ни в центре солнечного круга, ни в центре Вселенной».69 «У луны в каждом месяце есть зима и лето».70 Он остро обсуждает причины появления пятен на Луне и борется по этому вопросу со взглядами Альберта Саксонского.71 Взяв пример с того же Альберта, он утверждает, что, поскольку «всякое тяжелое вещество давит вниз и не может держаться вечно, вся Земля должна стать шарообразной» и в конце концов будет покрыта водой.72

Он заметил на высоких возвышенностях ископаемые раковины морских животных и пришел к выводу, что когда-то воды достигали этих высот.73 (Боккаччо предположил это около 1338 года в своем «Филокопо74). Он отверг идею вселенского потопа,75 и приписывал земле древность, которая потрясла бы ортодоксов его времени. Он приписал накоплениям, принесенным По, продолжительность в 200 000 лет. Он составил карту Италии, какой она, по его мнению, должна была быть в раннюю геологическую эпоху. Пустыня Сахара, по его мнению, когда-то была покрыта соленой водой.76 Горы образовались в результате эрозии под воздействием дождя.77 Дно моря постоянно поднимается вместе с остатками всех впадающих в него потоков. «Очень большие реки текут под землей»;78 и движение живительной воды в теле земли соответствует движению крови в теле человека.79 Содом и Гоморра были уничтожены не человеческим нечестием, а медленным геологическим действием, вероятно, оседанием их почвы в Мертвое море.80

Леонардо с жадностью следил за достижениями в области физики, сделанными Жаном Буриданом и Альбертом Саксонским в XIV веке. Он написал сто страниц о движении и весе и еще сотни — о тепле, акустике, оптике, цвете, гидравлике и магнетизме. «Механика — это рай математических наук, ибо с ее помощью можно прийти к плодам математики» в полезной работе.81 Он восхищался шкивами, кранами и рычагами, не видя конца тому, что они могут поднять или сдвинуть с места; но он смеялся над искателями вечного двигателя. «Сила с материальным движением и вес с ударной силой — вот четыре случайные силы, в которых все произведения смертных имеют свое существо и свой конец».82 Несмотря на эти строки, он не был материалистом. Напротив, он определял силу как «духовную способность… духовную, потому что жизнь в ней невидима и лишена тела… бестелесную, потому что тело, в котором она производится, не увеличивается ни в размере, ни в весе».83

Он изучал передачу звука и сводил его среду к воздушным волнам. «Когда ударяют по струне лютни, она… передает движение аналогичной струне того же тона на другой лютне, в чем можно убедиться, положив соломинку на струну, похожую на ту, по которой ударили».84 У него было свое представление о телефоне. «Если вы заставите свой корабль остановиться, опустите головку длинной трубки в воду, а другой конец приложите к уху, вы услышите корабли на большом расстоянии от вас. То же самое можно сделать, положив головку трубки на землю, и тогда вы услышите любого проходящего на расстоянии человека».85

Но зрение и свет интересовали его больше, чем звук. Он восхищался глазом: «Кто бы мог поверить, что в таком маленьком пространстве могут храниться образы всей Вселенной?»86 — и еще больше он удивлялся способности разума вызывать в памяти давно прошедшие образы. Он дал прекрасное описание средств, с помощью которых очки компенсируют ослабление мышц глаз.87 Он объяснил работу глаза по принципу камеры-обскуры: в камере и в глазу изображение инвертируется из-за пирамидального пересечения световых лучей, идущих от объекта в камеру или глаз.88 Он проанализировал преломление солнечного света в радуге. Как и Леон Баттиста Альберти, он имел хорошее представление о дополнительных цветах за четыре столетия до окончательной работы Мишеля Шеврёля.89

Он задумал, начал и оставил бесчисленные заметки к трактату о воде. Движения воды завораживали его глаз и ум; он изучал спокойные и бурные потоки, источники и водопады, пузырьки и пену, смерчи и облака, а также одновременное буйство ветра и дождя. «Без воды, — писал он, повторяя Фалеса через двадцать одну сотню лет, — ничто не может существовать среди нас».90 Он предвосхитил основополагающий принцип гидростатики Паскаля, согласно которому давление, оказываемое на жидкость, передается ей.91 Он отметил, что жидкости в сообщающихся сосудах сохраняют одинаковый уровень.92 Унаследовав миланскую традицию гидротехники, он проектировал и строил каналы, предлагал способы проведения судоходных каналов под или над пересекающими их реками, а также предложил освободить Флоренцию от необходимости использовать Пизу в качестве порта, проведя канал Арно из Флоренции к морю.93 Леонардо не был утопическим мечтателем, но он планировал свои исследования и работы так, как будто ему предстояло прожить дюжину жизней.

Вооружившись великим текстом Теофраста о растениях, он обратил свой бдительный ум к «естественной истории». Он изучил систему, по которой листья располагаются на стеблях, и сформулировал ее законы. Он заметил, что кольца на поперечном срезе ствола дерева по их количеству фиксируют годы его роста, а по их ширине — влажность года.94 Похоже, он разделял некоторые заблуждения своего времени относительно способности некоторых животных исцелять некоторые человеческие болезни своим присутствием или прикосновением.95 Он искупил этот нехарактерный для него провал в суеверия, исследовав анатомию лошади с такой тщательностью, которой не было в истории. Он подготовил специальный трактат на эту тему, но он был утерян во время оккупации Милана французами. Он почти открыл современную сравнительную анатомию, изучая конечности людей и животных в сопоставлении. Он отбросил устаревший авторитет Галена и работал с реальными телами. Анатомию человека он описал не только словами, но и рисунками, которые превосходили все, что было сделано в этой области. Он задумал написать книгу на эту тему и оставил для нее сотни иллюстраций и заметок. Он утверждал, что «препарировал более тридцати человеческих трупов».96 и его бесчисленные рисунки плода, сердца, легких, скелета, мускулатуры, внутренностей, глаз, черепа и мозга, а также главных органов женщины подтверждают его утверждение. Он первым дал в замечательных рисунках и заметках научное представление о матке и точно описал три оболочки, окружающие плод. Он первым очертил полость кости, поддерживающей щеку, которая теперь известна как антрум Хаймора. Он залил воск в клапаны сердца мертвого быка, чтобы получить точный отпечаток камер. Он первым охарактеризовал модераторную полосу (катена) правого желудочка.97 Его завораживала сеть кровеносных сосудов; он догадывался о циркуляции крови, но не совсем понимал ее механизм. «Сердце, — писал он, — гораздо сильнее других мышц… Кровь, которая возвращается, когда сердце открывается, не такая, как та, что закрывает клапаны».98 Он с достаточной точностью проследил кровеносные сосуды, нервы и мышцы тела. Он приписывал старость артериосклерозу, а тот — недостатку физических упражнений.99 Он начал работу над томом De figura umana, посвященным правильным пропорциям человеческой фигуры в помощь художникам, и некоторые его идеи были включены в трактат его друга Пачоли De divina proportione. Он проанализировал физическую жизнь человека от рождения до распада, а затем запланировал исследование психической жизни. «О, да будет угодно Богу, чтобы я также излагал психологию привычек человека так же, как я описываю его тело!»100