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在牛顿之前，运动学有两支：一是天上的现象，由开普勒的三个运动定律所规范；另一则是地表的现象，就是伽利略所描述的落体及抛体运动。在1665及1666这两年，牛顿为了躲避瘟疫而住在乡闲农场，开始认真思考统合运动学的问题。他想苹果掉地可解释为地球有个力量拉着苹果，同理，那么行星绕日运动是否可解释为太阳有个力量拉着行星呢？这两股力量是否一样呢？其方向与大小该如何描述呢？牛顿断断续续以不同角度探索这些问题，一直到1684年用自己发明的微积分解决了一些难题之后，万有引力公式再也没有疑问，才确立了万有引力的想法与计算公式， 于是他开始编写《自然哲学的数学原理》一书，并于1687年出版。由于这段探索过程曲曲折折，这方面的文献有争议之处甚多，而且科学历史的细部发展有时并不按逻辑顺序的