懷疑主義者。他小心翼翼地向頭骨的各個腔室和隱蔽處窺探，心中充滿好奇心，卻又不敢確定，腦子裡交織著“恐懼和期望，既對森然可怖的黑洞感到恐懼，同時又渴望知道洞裡是否藏有奇妙之物”。

在一張頭骨習作的背面他留下了日期：1489年4月2日，並記著還要研究的專案的列表。列表先是有關人的頭部和臉部，然後轉到頭骨部分：

是哪一根肌腱導致眼睛的運動，以至於一個眼睛的運動又帶動另一個眼睛的運動？

又是那些肌腱導致

皺眉。

揚起和低垂眉毛。

眼睛的眨動。

鼻孔的外張。

開啟嘴唇，而牙齒閉緊。

撅起嘴唇。

大笑。

驚訝……

他的問題的範圍突然變得寬泛起來，從大笑和驚訝表情的肌肉運動，突然轉向：

描述人類的起源，人是怎麼會在子宮裡的，為什麼八個月大的嬰兒不能在體外存活。

人為什麼打噴嚏。

人為什麼打呵欠。

癲癇

痙攣

癱瘓

凍得打哆嗦

流汗

飢餓

睡覺

口渴

性慾

他接著轉向人體的肌腱和肌肉體系——“使肩膀到肘部運動的肌腱”，“使大腿運動的肌腱”等等。這個主題可以與另一份早期的習作聯絡起來，那幅習作畫的是胳膊和腿的肌腱。該習作畫得不夠細緻，表明它是列奧納多在解剖時作的，因此才會較為粗糙和倉促。

從這些解剖習作，我們能感到列奧納多那種趨向“全能”的衝動，這也成為他科學研究一個拖累：他必須要對萬事萬物重新進行解釋，每一個研究主題都揭示了許多其他需要研究的主題。

伴隨《論人體的形態》的研究還出現了一系列素描，這些素描用平面展現了人體比例，展示了人體各器官之間的數學比率。列奧納多這裡又一次受到維特魯威的影響。維特魯威是羅馬公元一世紀偉大的建築家和軍事工程師，惟有他的著作提出了關於人體和諧比例的理論和實踐。溫莎皇家圖書館藏有一些列奧納多這方面的素描，它們大約作於1490年，其他一些素描已經失傳，但《惠更斯抄本》裡收錄了一些摹本，這是一個16世紀下半葉彙編的一個手抄本，大概是米蘭藝術家季羅拉莫·費奇諾編纂，他曾是列奧納多早期助手弗朗切斯科·梅爾茲的弟子，因此有機會接觸梅爾茲收集的大量列奧納多的資料。

這些人體比例習作中最為著名的一幅，實際也是世界上最著名的素描之一，就是那幅人稱《維特魯威人》的素描，又稱《神聖比例》，該圖已成為列奧納多和他的雄心壯志的一個標誌。就像大多數負有盛名的作品一樣，這幅作品常被單獨放在名譽的聚光燈下探討，而不是放在其誕生的背景裡考慮。

《維特魯威人》是一幅鋼筆畫素描，畫在一張大紙上（×英寸），現藏於威尼斯的學院美術館。之所以藏在威尼斯，大概是因為弗拉·喬康多於1511年在威尼斯印刷了維特魯威作品的對開本，裡面有一張依照這幅素描作的版畫。素描的上面和下面都是手寫的小字。圖畫上面的字是這樣寫的：

建築家維特魯威在他的建築學著作中說，大自然把人體的比例安排如下：四指為一掌，四掌為一足，六掌為一腕尺（cubit）＇指前臂的長度，該詞來自“肘部”的拉丁文cubitus＇，四肘尺合全身……

這些人體比例是從維特魯威的《建築十書》第三卷第一章中節選的，書的後面寫得越來越詳細：“肘部到手的中指尖的長度為身高的五分之一；肘部到腋窩的長度為身高八分之一……”素描下面是用手指和手掌為單位作的比例尺。

畫中描繪了一男子，他擺出兩個明顯不同的姿勢，這些姿勢與畫中兩句話相互對應。雙腳併攏、雙臂水平伸出的姿勢詮釋了素描下面的一句話：“人伸開的手臂的寬度等於他的身高。”畫中人因此被置於正方形中，每一條邊等於96指長（或24掌長）。另一個人將雙腿跨開，胳膊舉高了一些，表達了更為專業的維特魯威定律：

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維特魯威人（3）

如果你雙腿跨開，使你的高度減少十四分之一，雙臂伸出並抬高，直到你的中指的指尖與你頭部最高處處於同一水平線上，你會發現你伸展開的四肢的中心就是你的肚臍，雙腿