1452年4月15日22时30分，在意大利佛罗伦萨附近的海滨小镇——芬奇镇的一个名为安奇亚诺的小村庄里，一个叫列昂纳多·达·芬奇的小私生子诞生了。他的父亲是佛罗伦萨有名的公证人，家庭富有。达·芬奇的童年是在祖父的田庄里度过的。孩提时代的达·芬奇聪明伶俐，勤奋好学，兴趣广泛。他歌唱得很好，很早就学会弹七弦琴和吹奏长笛。他的即兴演唱，不论歌词还是曲调，都让人惊叹。他尤其喜爱绘画，常为邻里们作画，有"绘画神童"的美称。
皮耶罗确信儿子有绘画天赋，便将小芬奇送往佛罗伦萨，师从着名的艺术家韦罗基奥，开始系统地学习造型艺术。此时的达·芬奇只有14岁。当时，皮耶罗受一位农民的委托，要画一幅盾面画。他听说儿子会画画，想试试儿子的画艺，便将这任务交给了小芬奇。小芬奇凭借自己丰富的想象力，用了一个月的时间，画成了一个骇人的妖怪美杜莎。这幅作品完成后，小芬奇请父亲来到他的房间。他把窗遮去一半，将画架竖在光线恰好落在妖怪身上的地方。皮耶罗刚走进房间时，一眼就看到了这个面目狰狞的妖怪，吓得大叫起来。小芬奇则笑着对父亲说："你把画拿去吧，这就是它该产生的效果。"
韦罗基奥的作坊是当时佛罗伦萨着名的艺术中心，经常有意大利人文主义者在这里聚会，讨论学术问题。达·芬奇在这里结识了一大批知名的艺术家、科学家和人文主义者，开始接受人文主义的熏陶。达·芬奇在20岁时已有很高的艺术造诣，他用画笔和雕刻刀去表现大自然和现实生活的真、善、美，热情歌颂人生的幸福和大自然的美妙。
达·芬奇并不满足他的这些才干，他要掌握人类思想的各个领域。他眼光独到，做事干练，具有艺术的灵魂。有一次，他在山里迷了路，走到了一个漆黑的山洞前。他在后来回忆这段经历时说："我突然产生了两种情绪——害怕和渴望：对漆黑的洞穴感到害怕，又想看看其中是否会有什么怪异的东西。"他一生都被这两种情绪所羁绊——对生活的不可知性或无力探知的神秘感到害怕，而又想把这个神秘的不可知性加以揭露，加以研究，解释其含义，描绘其壮观。
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着作。人们学习科学知识也只是学习像《圣经》一样的亚里士多德理论，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、爱因斯坦、牛顿等人的发明创造开辟了道路。
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