Активным сторонником учения Коперника являлся итальянский мыслитель Джордано Бруно (1548–1600). Однако он считал, что звездное небо не является неподвижным куполом. Универсум включает бесчисленные мировые системы, а Солнце с окружающими его планетами – лишь одна из них. Бесконечная Вселенная рассматривалась Бруно как абсолютная возможность всего сущего, не имеющая ничего вне себя, единая и неподвижная, поскольку «сама является всем». Бруно полагал, что ключом к формированию верной картины мира является понимание истинной природы материи. Античные мыслители видели в «первой материи» предельно абстрактную возможность, некое пассивное начало, которое приобретает сущность лишь благодаря форме. Тем самым, материя рассматривалась как беспредельно делимое конечное, а материальный мир – в качестве гармоничной иерархии простых и сложных форм. С точки зрения Бруно, материя, напротив, сама содержит в себе формы, является «развертывающей то, что содержит в себе свернутым». Это связано с тем, что каждая из эмпирически воспринимаемых вещей является сочетанием телесной и духовной субстанций, иными словами, в каждой из существующих вещей непременно наличествует божественное начало как ее «формирующая причина, внутренняя сила». Божественный абсолют Бруно воспринимал как высшее единство возможности и действительности, которое неизмеримо, бесконечно, беспредельно многообразно и охватывает при этом собою все бытие. Следовательно, материальный мир является необходимой экспликацией Божества, и каждая конечная вещь, как часть мироздания, представляет собой выражение бесконечного.
Пантеизм учения Дж. Бруно, т. е. отождествление божества с мирозданием, был одной из наиболее характерных черт духовных исканий эпохи Возрождения. Эти же идеи пантеистической натурфилософии развивали Пьетро Помпонацци (1462–1525), Джероламо Кардано (1501–1576), Бернардино Телезио (1509–1588), Францеско Патрицци да Керсо (1529–1597). Их учения преодолевали дуализм духовного и телесного начал, свойственный христианскому мышлению. Разрушая христианское представление о мире как творении Бога, наделяя саму природу всеми атрибутами божественности, мыслители Ренессанса делали важный шаг к секуляризации общественного сознания. Основой обновленной гносеологии становилось понимание универсальной взаимосвязи всех частей мироздания. Восприятие материи, как однородного, неизменного в своем количестве, но не имеющего конечных границ физического целого, подводило к выводу о наличии всеобщих законов изменения материи, которые обусловлены лишь действием неких внутренних сил (в силу отсутствия каких-либо внешних). Постижение этих механических взаимосвязей, а также порожденных ими закономерностей могло быть основано на эмпирическом опыте человека.
Первое достаточно полное обоснование роли опыта в установлении истины сформулировал один из величайших деятелей итальянского Возрождения Леонардо да Винчи (1452–1519) – человек энциклопедических знаний, уникальный по широте проявлений своего таланта. Он активно занимался математикой и физикой, астрономией и космологией (в том числе, одним из первых высказал гипотезу о том, что Земля не является центром мироздания). В письменном наследии Леонардо сохранились блестяще выполненные анатомические рисунки, эскизы изобретенных им прототипов ткацкого станка, парашюта, плавильных печей, разнообразных машин. Но в своем творчестве он остался прежде всего практиком, экспериментатором. Леонардо исходил из необходимости сочетания математических методов познания с механикой, как искусством экспериментального установления природных правил и взаимодействий. Таким образом, механика не воспринималась им как теоретическая наука, но рассматривалась в качестве ключевого компонента всей онтологической системы.