牛頓,最後一個鍊金大師

當時還有另外一位英國物理學家，比牛頓大8歲的胡克(Robert Hooke，1635—1703年)也對引力進行了多年的研究。胡克後來被科學史學家們公認為是引力平方反比率的發現者。據說胡克和牛頓曾經以通信方式討論過萬有引力，胡克在信中提到他的許多想法，包括平方反比定律。但胡克不擅長數學，不知道如何利用平方反比律來計算軌道。牛頓得益於他創建的強大數學工具——微積分，最終解釋了克卜勒有關行星軌道的結論，發現了萬有引力定律。

在牛頓之前的天文學家和物理學家，對力學已經有了很多理論和實驗。然而，是牛頓第一個從這些孤立定律中找出了它們的內在聯繫。他將伽利略的慣性原理總結成牛頓第一定律，首先定義了不受外力作用的慣性參考系。然後，再將「慣性」的概念推廣到外力不為零的情形，提出非零的力將使物體產生非零的加速度。這個加速度與外力成正比，與物體內在的物理性質——慣性質量成反比。因此，牛頓第二定律將力、加速度、慣性質量三者之間的關係，總結、統一在一個簡單的數學公式(F=ma)中，邁出了將運動學發展為動力學的關鍵一步，發現了物體在力的作用下的運動規律。接著，牛頓又在第三定律中，提出任何力都是成雙出現的，稱為「作用與反作用」，這兩個力總是大小相等、方向相反。

牛頓三大定律所描述的是所有物體，在「任何」形式的力的作用下的運動規律。這裡的物體，可以是地面上的沙粒，也可以是宇宙中的天體，這些大大小小的物體在力的作用下都符合同樣的運動規律。