1735年的時候，法國皇家科學院派出了一支考察隊前往秘魯，任務是去測量一度經線的長度，方法就是測量出一度經線的長度乘以三百六十，用來計算地球的大小，這支法國考察隊，恐怕是有史以來最倒黴的考察隊，從法國要到秘魯，大概是橫穿了半個地球，這支探險隊跋山涉水，克服了種種困難，在一片荒涼原始的地方，呆了9年半的時間，就在他們的測量任務快完成的時候，外面傳來消息，說另一支只在靠近北極的斯堪地那維亞半島的考察隊，已經完成了測量，發現兩極附近的一度經線果然要更長一點，地球的南北兩極的確有點扁，所以到頭來，這支最倒黴的考察隊，花了近10年時間，獲得了一個自己不想接受的結果，而且這個結果還被別人率先發表了，的確是倒黴到家了。
測量地球大小雖然很艱苦，但是用到的知識還相對簡單，但是測量地球的質量，可就沒這麼簡單了，有一位叫埃德蒙·哈雷的科學家，在他漫長而又多彩的生涯中，擔任過牛津大學幾何學教授，第二任格林尼治天文臺臺長，寫過有關磁力、潮汐和行星運動方面的權威文章，發明了氣象圖和運算表，發現了恆星的自行，提出了利用金星凌日的機會測算地球的年齡和地球到太陽的距離的方法，還發現了月亮運動的長期加速現象，為精密研究的、月系的運動作了重要貢獻，最廣為人知的貢獻就是他對一顆彗星的準確預言，他在1682年見到的那顆彗星，就是別人分別在1456年、1531年和1607年見到的同一顆彗星，這顆彗星直到1758年才被命名為哈雷彗星，那是在他去世大約16年之後。
1684年胡克、雷恩和哈雷等人舉行了一次研討會，在研討會上，在距離的平方反比的力的作用下，物體的運動軌跡將呈何種形狀，成為中心的議題，這裡提到的是一個數學問題，名叫平方反比律，哈雷堅信，這是解釋問題的關鍵，雖然他對其中的奧妙沒有把握，但似乎一致的結論是軌道為橢圓形的，不過誰都沒能給出一個滿意的證明，再者，也沒有誰能理解在此種力作用下的物體的相互作用樣式，哈雷想到或許牛頓可以解決這個問題，於是他拜訪了牛頓，結果是他看到牛頓已經解決了這個問題，哈雷博士問及解釋答案的關鍵問題，要是太陽的引力與行星距離太陽的平方成反比，你認為行星運行的曲線會是什麼樣，牛頓馬上回答說是一個橢圓，問他怎麼知道的牛頓說他已經計算過了，接著，哈雷博士馬上要他的計算材料，牛頓在材料堆裡翻了一會兒，但是找不著，這是很令人吃驚的，猶如有人說他已經找到了治癒絕症的方法，但又記不清處方放在哪裡了一樣，在哈雷的敦促之下，牛頓答應再算一遍，寫出一篇論文，他按諾言做了，但做得要多得多。
有兩年時間，他閉門不出精心思考，以此為契機，牛頓將他在同一問題上的研究成果整理後，於1687年出版了他的《自然哲學的數學原理》，牛頓定律解釋了許許多多事情，在公理或運動的定律部分，牛頓了提出並論述了運動的定律，也就是牛頓三大定律，其中第一定律，也叫慣性定律，每個物體繼續保持其靜止或沿一直線作等速運動的狀態，除非有力加於其上，迫使它改變這種狀態，第二定律為，運動的改變和所加的動力成正比，並且發生在所加的力的那個直線方向上，第三定律，也叫作用和反作用定律，每一個作用總是有一個相等的反作用和它對抗，或者說，兩物體彼此之間的相互作用永遠相等，並且各自指向其對方，牛頓的運動定律，是他對物理學的一項貢獻。
牛頓在《原理》中做的另一個推測是，一根掛在大山附近的鉛垂線，會受到大山質量和地球引力的影響，稍稍向著大山傾斜，這個推測很有意思，要是你精確測量那個偏差，計算大山的質量，你可以算出萬有引力的常數，同時還可以算出地球的質量，有人在秘魯的欽博拉索山做過這種實驗，但是沒有成功，一方面是因為技術難度很大，一方面是因為他們內部吵得不可開交，因此，這件事被暫時擱置下來，30年後才在英國由皇家天文學家內維爾·馬斯基林重新啟動1774年夏天馬斯基林在蘇格蘭一個遙遠的峽谷中，從每個可能的位置對斯希哈林山做了百次測量，要從這麼一大堆的數據中得出那座大山的質量，需要進行大量而又枯燥的計算。
承擔這項工作的是一位名叫查爾斯·赫頓的數學家，測量員們在地圖上寫了幾十個數據，每一個都表示山上或山邊某個位置的高度，這些數字又多又亂，但是赫頓注意到，只要用鉛筆把高度相等的點連起來，一切就顯得很有次序了，而且可以知道這座山的整體形狀和坡度，於是他發明了等高線，根據斯希哈林山的測量結果，赫頓計算出地球的質量為5000萬億噸，在此基礎上，可以推算出太陽系裡包括太陽在內的所有主要天體的質量，因此，我們從這一次實驗知道了地球、太陽、月球和其他行星及其衛星的質量，另外還發明了等高線，然而不是人人都對結果感到很滿意，斯希哈林山實驗的不足之處在於，不知道該山的真正密度。
而有一個傑出而又離群索居的倫敦科學家亨利·卡文迪許，也將目光投入到這上面來了，在卡文迪許漫長的一生中，他取得了一系列重大發現，他是分離氫的第一人，把氫和氧化合成水的第一人，卡文迪許測量地球的密度是從求牛頓的萬有引力定律中的常數著手，再推算出地球密度，他的指導思想極其簡單，用兩個大鉛球使它們接近兩個小球，從懸掛小球的金屬絲的扭轉角度，測出這些球之間的相互引力，根據萬有引力定律，可求出常數G，根據卡文迪許的多次實驗，測算出地球的平均密度是水密度的5.481倍，並確定了萬有引力常數。
這個值同現代值相差無幾，從而計算出了地球的質量，大約為60萬億億噸，被譽為第一個稱量地球的人，而今天通過精密科學儀器的測量，目前對地球重量的最準確估計數是597250億億噸與卡文迪許的結果只相差1％左右對於現在擁有著精密儀器以及眾多知識儲備的我們來說測量地球質量是間相對容易的事但1798年卡文迪許公布了地球巨大的質量數值時他已經白髮蒼蒼67歲高齡了而在此之前還有著更多的科學家進行過研究最終才得出地球的質量這雖然只是一組數據但其承載的分量是難以計算的。