阅读材料，回答下列问题。
材料一 文艺复兴运动冲破了封建神学的精神束缚，兴起了理性的科学之风。从17世纪开始，自然科学得到了飞速的发展，涌现出了许多成就卓著的科学家。
（1）文艺复兴的指导思想是什么？（1分）建立经典力学基本体系的科学家是谁？（1分）
材料二  20世纪初期，德国成为世界科学中心。二战后，世界科学中心转移到了美国。
——中华书局《世界历史》九年级下册
（2）第一次工业革命的中心在哪里？（1分）第一次工业革命时期美国人创造的成就是什么？（1分）
材料三  19世纪下半叶，科学技术飞速发展，引发了第二次工业革命。
第一次工业革命开始的大机器生产推动了自然科学基础理论的研究。19世纪中叶以后，科学家在研究热、光、电、磁、化学能、机械能等关系的基础上，发现了能量守恒和转化原理，使近代科学技术出现了第二次重大突破。
——川教版《世界历史》九年级上册
（3）根据材料三，简要说明自然科学理论与工业革命的关系？（4分）