光学的新发展在文艺复兴初期就发挥了作用，既挑战了长期以来关于感知的形而上学观念，也促进了诸如暗箱照相机和望远镜等技术的改进和发展。在我们现在所知的文艺复兴开始之前，罗杰·培根，维泰罗和约翰·佩克汉姆各自建立了一个因果链上的学术本体，该因果链始于对亚里士多德的个体和普遍形式的感觉，感知和最终认识。开发并研究了后来称为透视主义的视觉模型。由文艺复兴时期的艺术家创作。该理论仅使用亚里士多德的四个原因中的三个：形式，物质和最终原因。
在十六世纪，哥白尼制定了日心说不像太阳系模型地心说的托勒密的天文学大成。这是基于一个定理，即随着行星的球距运动中心越来越远，行星的轨道周期会更长，他发现这与托勒密的模型不符。
开普勒等人对“眼睛的唯一功能就是感知”这一概念提出了挑战，并将光学的主要焦点从眼睛转移到了光的传播上。开普勒将眼睛建模为一个充满水的玻璃球，在它的前面开有一个小孔以对入瞳进行建模。他发现从场景的单个点发出的所有光线都在玻璃球体背面的单个点处成像。光学链终止于眼睛后部的视网膜。开普勒因发现开普勒行星运动定律而改进哥白尼的日心模型而闻名。开普勒并没有拒绝亚里斯多德的形而上学，并将他的作品描述为对亚里士多德的追求。领域的和谐。
伽利略创新地利用了实验和数学。然而，在教皇乌尔班八世祝福伽利略写哥白尼体系后，他遭到迫害。伽利略曾使用教皇的论点，并将其放在“关于两个主要世界体系的对话”的作品中，以简朴的口吻表达出来，这极大地冒犯了乌尔班八世。
在北欧，印刷机的新技术被广泛用于发表许多论点，其中包括一些与当代自然观念大相径庭的论点。勒内·笛卡尔和弗朗西斯·培根发表了支持非亚里士多德科学的新型哲学观点。笛卡尔强调个人思想，并主张应使用数学而非几何来研究自然。培根强调实验比沉思更为重要。培根进一步质疑亚里士多德关于形式因果和最终因果的概念，并提出了这样一种观念，即科学应该研究“简单”性质的定律，而不是假设存在任何特定性质或“形式原因”。对于每种复杂类型的事物，这种新科学开始将自己视为描述了“自然法则”。这种对自然研究的更新方法被认为是机械的。培根还指出，科学应该首次针对实用的发明为了改善整个人类的生活。
作为启蒙时代的先驱，艾萨克·牛顿和戈特弗里德·威廉·莱布尼兹成功地开发了一种新的物理学，现在称为古典力学，可以通过实验加以证实并使用数学进行解释。莱布尼茨也纳入条款从亚里士多德物理学，但是现在新的非目的论的方式使用，例如，“能源”和“潜力”。这暗示着对象的观点发生了变化：亚里士多德曾指出对象具有可以实现的某些先天目标，现在这些对象被认为没有先天目标。