Наука Античності була абстрактною - пояснювальній, позбавленої діяльного, творчого компонента. Середньовічна наука не запропонувала нових фундаментальних програм, але в той же час вона не обмежувалася тільки пасивним засвоєнням досягнень античної науки. Її внесок у розвиток наукового знання полягав у тому, що був запропонований цілий ряд нових інтерпретацій і уточнень античної науки, ряд нових понять і методів досліджень, які руйнували античні наукові програми, готуючи грунт для науки Нового часу.
Основний інтерес до явищ природи полягав у пошуку ілюстрацій до істин моралі і релігії. Будь-які проблеми, в тому числі і природничо-наукові, обговорювалися з допомогою тлумачення текстів Священного писання. Природа більше не сприймалася як щось самостійне, що несе в собі свою мету і свій закон, як це було в античності. Вона створена Богом для блага людини. Бог всемогутній, і здатний в будь-який момент порушити природний хід природних процесів в ім'я своїх цілей. Стикаючись з незвичайними, що вражають уяву явищами природи, людина сприймала їх як диво, як промисел Божий, незбагненний для людського розуму, дуже обмеженого у своїх можливостях.
У свідомість людини проникає ідея, яка ніколи не виникла б в античності: раз людина є паном цього світу, значить, він має право переробляти цей світ так, як це потрібно йому. Саме християнський світогляд посіяла зерна нового розуміння природи, що дозволив піти від споглядального ставлення до неї античності і прийти до експериментальної науці Нового часу, що поставила на меті практичне перетворення світу. У Середні століття проблеми істини вирішувалися не наукою чи філософією, а теологією. У цій ситуації наука ставала засобом вирішення суто практичних завдань. Арифметика і астрономія, зокрема, були необхідні тільки для обчислення дат релігійних свят. Таке суто прагматичне ставлення до середньовічної науці привело до того, що вона втратила одне з найцінніших якостей античної науки, в якій наукове знання розглядалося як самоціль, пізнання істини здійснювалося заради самої істини, а не заради практичних результатів.
Прагнення знайти для кожної речі відповідне місце в ієрархії буття чітко простежується і в тенденції до систематизації та класифікації знання - занятті, яке вважали своїм обов'язком вчені-схоласти. Дуже популярним жанром у науковій літературі були твори типу енциклопедій. У надрах середньовічної культури успішно розвивалися такі специфічні області знання, як астрологія, алхімія, ятрохімія, які підготували можливість утворення сучасної науки. Ці дисципліни представляли собою проміжну ланку між технічним ремеслом і натурфілософією і в силу своєї практичної спрямованості містили в собі зародок майбутньої експериментальної науки.
Ситуація в середньовічній науці стала мінятися в XII ст., Коли в науковому побуті стало використовуватися наукова спадщина Арістотеля. Тоді наука зіткнулася з теологією і прийшла з нею в суперечність. Дозволом цього протиріччя стала концепція двоїстої істини, тобто визнання права на співіснування "природного розуму" поряд з вірою, заснованої на одкровенні. Але навіть за цих обставин ще дуже довгий час все дослідне знання та висновки, отримані з нього методом дедукції, визнавалися лише ймовірними, що володіють тільки відносної, а не абсолютною достовірністю.
Не менш важливими для становлення сучасної науки були релігійні обряди і ритуали, підкоряється життя городян суворому ритму, розпорядку, погодинної регламентації; особливу роль грали також середньовічна школа і університет, які не тільки заохочували книжкову вченість і засвоєння елементів античної науки, а й століттями прищеплювали норми логіко-дискурсивного мислення і мистецтво аргументації. Це призвело до високого рівня розумової дисципліни в епоху пізнього Середньовіччя, без чого був би неможливий подальший прогрес інтелектуальних засобів наукового пізнання. Юнг визначив середньовічну схоластику як безпрецедентний інтелектуальний тренінг, результатом якого стало формування почуття абсолютної довіри до логіко-математичного доказу і його продуктів, та і взагалі до будь-якими інструментами пізнання - спочатку теоріям, гіпотезам, а потім і науковим приладів та експериментів. Так виникла віра в їх істинність, адекватність реальності, відчуття інтелектуальної сили, заснованої на знанні.
З середини XV ст. в економічному, політичному і культурному розвитку Європи зовсім виразно виступають нові риси. Зростання міст і відділення ремісничого (промислового) виробництва від сільського господарства руйнували натуральне господарство, розвивалася торгівля, зростало значення грошей, з'явилися нові суспільні сили: купці, банкіри, багаті ремісники (буржуазія). Зацікавлена у зростанні продуктивності праці, буржуазія заохочувала технічні та організаційні удосконалення виробництва, з'явилися перші мануфактури, феодальні порядки заважали розвитку промисловості і торгівлі, буржуазія потребувала міцному державі, протистоїть питомою домаганням феодалів, і в Європі почався процес формування національних держав. Одночасно посилювався невдоволення безправних селянських і міських мас, починалася епоха народних повстань, спрямованих проти влади феодалів і домагань багатих городян. Приймаючи релігійну, ідеологічне забарвлення, ці повстання були виступом і проти духовної диктатури церкви. Почалося широке протестантський рух в Німеччині, Швейцарії, Англії, франції, зломила диктатуру католицизму.
У цю бурхливу політичній обстановці народжувалося нове світогляд і нове природознавство. Історичну епоху, яка викликала до життя нову науку, дуже яскраво і точно змалював ф. Енгельс. Характеризуючи історичну обстановку, в якій народжувалося дослідне природознавство, Енгельс, зокрема, вказав на великі географічні відкриття, в результаті яких «були закладені основи для пізнішої світової торгівлі і для переходу ремесла в мануфактуру, яка, у свою чергу, стала вихідним пунктом для сучасної великої промисловості ».
Після хрестових походів і захоплення Візантії турками пошуки шляхів до казкових багатств Сходу займали уми підприємливих європейців, і перш за все мешканців Піренеїв, раніше за всіх зіштовхувалися зі східною культурою. Під егідою іспанського короля генуезець Колумб зробив сміливий похід до Індії західним шляхом. Подорож Колумба в 1492 р. привело до відкриття нових земель, які сам Колумб вважав Індією. Пізніші мандрівники довели, що це Нова Земля, і назвали її (на ім'я одного з мандрівників Амеріго Веспуччі) Америкою.
У 1519-1522 рр.. експедиція Фердинанда Магеллана здійснила першу кругосвітню подорож, довівши експериментально кулястість Землі і по суті відкривши її як космічне тіло. Після Магеллана триматися застарілих середньовічних уявлень про Землю стало неможливо. Магеллан відкрив шлях нового розуміння Всесвіту, і таке розуміння було дано Миколою Коперником. Воно готувалася не одними географічними відкриттями. Вже у XV ст. були люди, які проголосили новий підхід до розуміння природи.
У своїй праці «Діалектика природи» Ф. Енгельс писав про людей, що підготували переворот у природознавстві та світогляді. Починаючи з другої половини XV століття на історичну арену виходять великі художники італійського Відродження: Мікеланджело, Леонардо да Вінчі, Рафаель та інші; релігійні реформатори: Лютер і Кальвін речі великі гуманісти: Томас Мор, Еразм Роттердамський, Франсуа Рабле та інші; відважні мандрівники: Колумб , Васко да Гама, Магеллан і багато інших; вчені: Микола Кузанський, Тарталья, Кардано, Рамус, Коммандіно, Телезіо, Гвідо Убальдо, Порта. Список імен можна було б значно розширити. «... Епоха ... потребувала титанів і ... породила титанів за силою думки, пристрасті і характеру, по багатосторонності і вченості », - писав Енгельс. Серед цих титанів Енгельс називає одним з перших Леонардо да Вінчі, який «був не тільки великим живописцем, але і великим математиком, механіком і інженером, якому зобов'язані важливими відкриттями самі різноманітні галузі фізики»
Леонардо да Вінчі прожив неспокійне життя. Він народився поблизу невеликого містечка Вінчі 14 квітня 1452, навчався живопису та ліплення у флорентійського художника Вероккио. З 1472 по 1482 р. він жив і працював у Флоренції, потім переїхав до Мілана, де створив свою знамениту «Таємну вечерю». Після захоплення Мілана французами в 1499 р. Леонардо повернувся у Флоренцію. Однак, не знайшовши тут сприятливих умов для здійснення своїх задумів, він в 1506 р. повернувся в Мілан. У 1512 р. син міланського герцога Моро відібрав Мілан у французів, але забезпечити порядку не міг, і Леонардо виїхав до Риму, де працював при папському дворі. У Римі їм була створена знаменита «Джоконда». У 1516 р. на запрошення французького короля він поїхав до Франції, де і помер 2 травня 1519
Від Леонардо залишилася велика кількість заміток і проектів. Він записував їх дзеркальним листом, перемежовуючи запису прямим листом. Багато слів він записував скорочено і разом з іншими словами. Це дуже ускладнювало розшифровку його рукописів. Їх почали розшифровувати і видавати в XIX ст. У 1881-1891 рр.. було видано шість томів рукописної спадщини Леонардо, які були потім перевидані.
Під час завоювання Італії Бонапарт вивіз з Мілана 13 рукописів Леонардо. Аналіз фізико-математичних рукописів був зроблений професором Вентурі, який доповів про них в 1797 р. в Національному інституті (французька Академія наук у Парижі). Вентурі високо оцінив наукову спадщину Леонардо і вважав, що його треба «поставити на чолі всіх тих, хто в новий час займався фізико-математичними науками, дотримуючись правильного методу». Вентурі мав цілковиту рацію. Леонардо різко виступає проти схоластичного методу і безплідних богословських дискусій, протиставляючи їм знання, засноване на досвіді.
Леонардо дуже точно виклав основи методу нового природознавства: досвід та математичний аналіз. «Все наше пізнання починається з відчуттів», - пише він. «Мудрість - є дочка досвіду». «Ніякої достовірності немає в науках там, де не можна прикласти жодної з математичних наук, і в тому, що не має зв'язку з математикою».
Говорячи спеціально про механіку, Леонардо стверджує: «Механіка є рай математичних наук, за допомогою неї досягають математичного плода».
Леонардо, таким чином, дійсно є попередником Галілея, Декарта, Кеплера, Ньютона та інших засновників сучасного природознавства. Він одним з перших почав боротьбу зі схоластичним методом, проголосив основи нового методу і почав застосовувати його до рішення конкретних завдань, зокрема до вивчення руху. Всупереч Арістотелем, що стверджує, що рух вимагає для свого збереження сили, Леонардо писав: «Будь-яке рух прагне до свого збереження, або інакше: всяке рухоме тіло завжди рухається, поки зберігається в ньому сила його двигуна». «Будь-яке рух буде продовжувати шлях свого бігу по прямій лінії, доки в ньому буде зберігатися природа насильства, здійсненого його двигуном».
Це ще не відкриття інерції і не формулювання закону інерції, але вже і не арістотелівський висновок з повсякденних спостережень. Леонардо живе в інший час, істотно відмінне від часу Аристотеля. Він знає порох, спостерігав неодноразово політ снарядів і куль, і кількість спостережуваних рухів, які тривають і після дії штовхає сили, у нього більше, ніж у Арістотеля. Тому він робить наступний крок у розумінні природи руху і фіксує в природі наявність інерції та інерційного руху, приписуючи його збереженню «природи насильства». «Насильницьке, - записує Леонардо, - складається з чотирьох речей: ваги, сили, руху й удару». І в цьому твердженні відбивається механічний досвід Леонардо.
«Сила є причина руху, рух є причина сили ... Сила при деяких своїх діях, руйнуючи сь, переходить на те тіло, яке мчить попереду і за допомогою руху народжує удар більшої дієвості, а після себе залишає руйнування, як це видно при русі ядра, гнаного силою бомбарди ».
На думку Леонардо, сила народжується двояким чином: «По-перше, при раптовому збільшенні рідкісного тіла в щільному; таке збільшення вогню в бомбарди, - не знаходячи в її порожнині достатнього вмістилища для свого приросту, він шалено мчить до більш великому простору, женучи всяке перешкода, що протистоїть його прагненню ». Те ж, на думку Леонардо, виробляє протягом води і вітер.
«По-друге, сила створюється в тілах зігнутих і скручених всупереч їх природного стану - такі самостріл або інший подібний знаряддя, яке неохоче дає себе зігнути і, будучи навантажено, прагне розпрямитися, і лише тільки їм дана свобода, вони зі сказом женуть ту річ , яка опиралася їх бігу ».
У записах Леонардо чимало міркувань про тяжкість, легкості, силі як «духовної здібності» в дусі середньовічних схоластів. Але коли він розмірковує над конкретними речами, над дією бомбард, самострілів, плином води і повітря, у нього виникають ті ідеї, які в своєму розвитку призводять до основних понять механіки.