達·芬奇最貴、最詭異的畫《人類解剖》手稿。(英國王室珍藏)
1499年為躲避戰亂達·芬奇在曼圖亞和威尼斯等地旅遊並進行一些科學研究。
1500年達·芬奇回到佛羅倫斯並開始創作《蒙娜麗莎》。《蒙娜麗莎》運用了透視法等多種繪畫方法。這之後達·芬奇再去米蘭，並繼續服務於米蘭宮廷。
1513 年移居羅馬，羅馬對於列昂納多來說並不是很討人喜歡的地方。他在那裏做了短暫的停留，見到了米開朗基羅和其他當時在羅馬的藝術家，但並沒有顯露他任何的藝術天才。他在那裏基本上是研究一些類似於魔法的小把戲，以至於羅馬人當他是巫師一類的人物。
1516年達·芬奇赴法國，最後定居昂布瓦斯。
晚年極少作畫，潛心科學研究，去世時留下大量筆記手稿，內容從物理、數學到生物解剖，幾乎無所不包。他一生完成的繪畫作品並不多，但件件都是不朽之作。其作品具有明顯的個人風格，並善於將藝術創作和科學探討結合起來，這在世界美術史上是獨一無二的。學術界一般將其創作活動分為早期和盛期兩個階段。
早期創作
當他在作坊學藝時 ，就表現出非凡的繪畫天才。約1470年他在協助韋羅基奧繪製《基督受洗》時，雖然只畫了一位跪在基督身旁的天使，但其神態、表情和柔和的色調，已明顯地超過了韋羅基奧。據傳，韋羅基奧為此不再作畫。現存他最早的作品《受胎告知》是達·芬奇在沒有老師的指導下，獨立完成的一件作品。除了有一點自由構思外，這幅畫的場景都是達·芬奇遵循一般的透視畫法來構思的。
後來位於歐利維特峰的聖巴托羅梅歐修道院還訂購了這幅作品，稍後創作的《吉內薇拉·班琪》，一反15世紀藝術追求線條分明的傳統，以逆光夕照的色調渲染他所宣導的透視效果。1481年創作的《博士來拜》（又譯《三王來拜》）是標誌其藝術風格達到成熟期的作品。
該畫雖由於他動身去米蘭而沒有完成，但從原稿上可看出其構圖和形象塑造所顯示的藝術創新，大大超越了他的老師和同輩：由聖母嬰孩和三位博士所形成的三角形穩定構圖，按精確的透視法畫的建築遺跡和奔騰飛躍的馬群等背景，說明他已不再從敍事的角度簡單地羅列有關人物，而是對傳統的題材進行徹底的改造。他所採用的色調幽暗的畫法，使人物形象從陰影中突出，突破了傳統繪畫明晰透露的特點，預示著文藝復興的到來。
盛期創作
1482年達·芬奇來到米蘭，應聖弗朗切斯教堂的邀請繪製祭壇畫《岩間聖母》。藏於盧浮宮。《最後的晚餐》是他在這一時期的創作中最負盛名之作。這幅表現基督被捕前和門徒最後會餐訣別場面的濕壁畫，繪製在米蘭格雷契修道院飯廳的牆壁上。它巧妙的構圖和獨具匠心的佈局，使畫面上的廳堂與生活中的飯廳建築結構緊密聯結在一起，使觀者感覺畫中的情景似乎就發生在眼前。
在人物佈局上，一反平列於飯桌的形式，將基督獨立於畫面中央，其他門徒通過各自不同的表情和手勢，分別表現出驚恐、憤怒、懷疑、剖白和慌張的情緒。這種典型性格的描繪，突出了繪畫的主題，它與構圖的統一效果互為補充，堪稱美術史上最完美的典範之作。
1500年達·芬奇回到佛羅倫斯，隨著共和國制度的恢復，文化氣氛一度活躍，畫壇上也先後出現了米開朗基羅、拉斐爾等傑出人物。達·芬奇開始為蘭則塔大教堂的主祭壇創作《聖母子與聖安娜、聖約翰》，他向市民展出的一幅經過精心構思的《聖母子與聖安娜、聖約翰》素描草圖，立即引起轟動，其構圖原理和畫法對藝術界有極大影響，米開朗基羅和拉斐爾等人也從中得到啟發。
1503年他一面著手為市政廳繪製壁畫《安吉裏之戰》，一面創作《蒙娜麗莎》和《聖母子與聖安娜、聖約翰》（後成為《聖母子與聖安娜》），這兩幅畫和《施洗者聖約翰》一起成為他極為珍愛的作品，始終帶在身邊，晚年移居法國也不離左右，最後遺存巴黎。1499年為躲避戰亂，達·芬奇在曼圖亞和威尼斯等地旅遊並進行一些科學研究。
巨人長眠
達·芬奇晚年被法蘭西國王弗朗索瓦一世邀入法國，弗朗索瓦一世給予了他至高的接待，將其安置於昂布瓦斯城堡中的克魯克斯莊園，並時不時地去請教。1519年5月2日，年事已高的達·芬奇因病逝世了，據說他是在趕來的弗朗索瓦一世懷中咽下了最後一口氣。他最鍾愛的學生法蘭西斯科·梅爾茲（達·芬奇臨終前將所有繪畫作品和大量手稿都託付給了他）說：“達·芬奇的死，對每一個人都是損失，造物主無力再造出一個像他這樣的天才了。”
“上天有時將美麗、優雅、才能賦予一人之身，令他之所為無不超群絕倫，顯出他的天才來自上蒼而非人間之力。列昂納多正是如此。他的優雅與優美無與倫比，他的才智之高可使一切難題迎刃而解。”這是文藝復興時期的傳記作家瓦薩里對達·芬奇的溢美之詞。
科學
最初，人們學習科學知識也只是學習像《聖經》一樣的亞里斯多德理論，只相信文字記載。達·芬奇反對經院哲學家們把過去的教義和言論作為知識基礎，他鼓勵人們向大自然學習，到自然界中尋求知識和真理。他認為知識起源於實踐，應該從實踐出發，通過實踐去探索科學的奧秘。
他說“理論脫離實踐是最大的不幸”，“實踐應以好的理論為基礎”。達·芬奇提出並掌握了這種先進的科學方法，採用這種科學方法去進行科學研究，在自然科學方面作出了巨大的貢獻。他提出的這一方法，後來得到了伽利略的發展，並由英國哲學家培根從理論上加以總結，成為近代自然科學最基本的研究方法。達·芬奇堅信科學，他對宗教感到厭惡，抨擊天主教那些掌權的為“一個販賣欺騙與謊言者”。他說：“真理只有一個，他不是在宗教之中，而是在科學之中。”達·芬奇的實驗工作方法為後來哥白尼、伽利略、開普勒、牛頓、愛因斯坦等人的發明創造開闢了新的道路。
天文
達·芬奇對傳統的“地球中心說”持否定的觀點。他認為地球不是太陽系的中心，更不是宇宙的中心，而只是一顆繞太陽運轉的行星，太陽本身是不運動的。達·芬奇還認為月亮自身並不發光，它只是反射太陽的光輝。他的這些觀點的提出早於哥白尼的“日心說”，甚至在當時，達·芬奇就可能在幻想利用太陽能了。
物理
達·芬奇重新發現了液體壓力的概念，提出了連通器原理。他指出： 在連通器內，同一液體的液面高度是相同的，不同液體的液面高度不同，液體的高度與密度成反比。
15世紀，他最早開始了物體之間的摩擦學理論的研究。他發現了慣性原理，後來為伽利略的實驗所證明。他認為一個拋射體最初是沿傾斜的直線上升，在引力和衝力的混合作用下作曲線位移，最後衝力耗盡，在引力的作用下作垂直下落運動。
還預示了物質的原子原理，形象生動的描述了原子能的威力：“那東西將從地底下爆起，使人在無聲的氣息中突然死去，城堡也遭到徹底毀壞，看起來在空中似乎有強大的破壞力。”
機械
對機械世界癡迷不已。水下呼吸裝置、拉動裝置、發條傳動裝置、滾珠裝置、反向螺旋、差動螺旋、風速計和陀螺儀……達·芬奇將他無數的奇思妙想呈現在世人面前。故事的開頭不得不說起達·芬奇初到佛羅倫斯學畫的經歷。事實上，這段經歷開啟了藝術家達·芬奇的大門，也開啟了科學家達·芬奇的大門。
佛羅倫斯聖母瑪麗亞大教堂是文藝復興建築的開端。達·芬奇在安裝穹頂燈塔上的巨型銅球時，親眼目睹了三速提升機等機械裝置的效率，深感其中的神奇。
1460年達·芬奇隨父親來到佛羅倫斯，開始了他的學徒生涯，同時開始學畫。學畫的達·芬奇參與安裝佛羅倫斯聖母瑪麗亞大教堂穹頂燈塔上的巨型銅球，由此接觸並感受到了各式各樣機械系統的神奇。
由此，布魯內萊斯基的機械系統設計理念對達·芬奇產生了很大影響。當時一批錫耶納工程師對達·芬奇的科學世界也產生了重要影響。工程師們設計了一種外形像船的河道淤泥挖掘機，用來清除淺水口的沙礫和淤泥，還有一種能夠提高裝載量又加快行駛速度的槳葉船。這些錫耶納工程師的發明，讓達·芬奇對機械的魔力產生了巨大的興趣。
密碼筒
看過《達·芬奇密碼》的人大概都知道達·芬奇密碼筒。而事實上在當時的社會，人們也越來越重視檔的保密工作。達·芬奇設計的這種密碼筒造型古典，內涵著文藝復興特質，設計優雅，符合達·芬奇的睿智風格。按照故事情節，密碼筒裏藏匿著關於郇山隱修會乃至整個基督教最大秘密的莎草紙。達·芬奇設計的密碼筒內有一個裝著醋液的容器，如果強行砸爛密碼筒，醋液就會流出溶解莎草紙。
要打開密碼筒，必須解開一個5位元數的密碼，密碼筒上有5個轉盤，每個轉盤上都有26個字母，可能作為密碼的排列組合多達11881376種。
機器人研究
設計出初級機器人。最為奇妙的是，達·芬奇還設計了一套方法以做心臟修復手術。達·芬奇曾稱自己沒有受過書本教育，大自然才是他真正的老師。為了認識自然，認識自己，這位元文藝復興時期的天才不遺餘力地探索著。為了認識人類自身，達·芬奇親自解剖了幾十具屍體，對人體骨骼、肌肉、關節以及內臟器官進行了精確瞭解和繪製。
令人驚訝的是，當年達·芬奇連人體循環系統工作機理的概念都沒有。更為神奇的是，2005年一名英國外科醫生還利用達·芬奇設計的方法做心臟修復手術。不過，解剖學的研究在當時並沒有給達·芬奇帶來聲譽，而是遭到了無數的誹謗。
不過，就是有了對人體的這種深入瞭解，達·芬奇才在手稿中繪製了西方文明世界的第一款人形機器人。
達·芬奇賦予了這個機器人木頭、皮革和金屬的外殼，而如何讓機器人動起來，才是讓達·芬奇大傷腦筋的。他想到了用下部的齒輪作為驅動裝置，由此通過兩個機械杆的齒輪再與胸部的一個圓盤齒輪咬合，機器人的胳膊就可以揮舞，可以坐或者站立。更絕的是，再通過一個傳動杆與頭部相連，頭部就可以轉動甚至開合下頜。而一旦配備了自動鼓裝置後，這個機器人甚至還可以發出聲音。原來，500多年前，就已經有了機器人的雛形。
機械車研究
點燃現代機動車發明靈感之火。達·芬奇長達1萬多頁的手稿（現存約6000多頁）至今仍在影響科學研究，他就是一位現代世界的預言家，而他的手稿也被稱為一部15世紀科學技術真正的百科全書。
很早，達·芬奇就對當時的四輪馬車不滿。在他的科學世界中，早就有了機動車的影子。事實上，點燃現代機動車發明靈感之火的正是這輛“達·芬奇機械車”。
既然是機動車就要考慮動力問題，達·芬奇在機動車中部安裝了兩根彈簧以解決這個問題。人力轉動車的後輪使得各個齒輪相互咬合，彈簧繃緊就產生了力，再通過杠杆作用將力傳遞到輪子上。
那麼怎麼控制車速呢？達·芬奇也想到了。他在車身上安裝了一個圓盤裝置，圓盤表面設置了很多方形的木塊，和每個輪子連接的鐵杆的另一端與圓盤相接，這就是用於控制車速的裝置。圓盤上放置的木塊數量越多，與鐵杆之間的摩擦就會越大，阻力也越大，輪子的運轉速度越慢，行駛的距離越長。
當然，達·芬奇也想到了刹車裝置。位於齒輪之間有一個木塊，拉動繩索將木塊卡在齒輪之間，車就可以停止。不過，這輛汽車不能載人，因為僅靠彈簧的動力根本無法行駛很長的距離。
同時，達·芬奇還將彈簧巧妙地運用在了鐘錶設計上。後來大型鐘錶採用的原理，就是出自達·芬奇的設想。只是在這個設想中，彈簧的彈力被物體的重力所代替，物體向下的重力通過眾多齒輪咬合作用被均勻傳遞，鐘錶便得以保持勻速運動。
此外，樂器、鬧鐘、自行車、照相機、溫度計、烤肉機、紡織機、起重機、挖掘機……達·芬奇曾有過無數的發明設計，而這些發明設計在當時如果發表足足可以讓我們的世界科學文明進程提前100年。(續)
偉大的畫家，達•芬奇一生中還有過許多的發明，但受限於當時的科技水準，很多創意都從未被製造出來，包括“viola organista”一種結合了大鍵琴、風琴、古大提琴的樂器。
現在，在波蘭音樂家Slawomir Zubrzycki的努力下，這個500年前的想法終於變成了現實。他花了5000小時實行這個專案，忠實再現了達•芬奇的概念，鍵盤通過鋼弦撥動包裹著馬毛的轉輪。
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