Newton.
天文学和物理学在牛顿处终于合流；或者说，从这里开始分流。
一切始于伽利略发现的惯性定律。若天体遵循该定律，它们本应沿直线飞离；但开普勒的计算与伽利略的观测显示行星以闭合的椭圆轨道绕太阳转动。
最早阐释这一现象的人是罗伯特·胡克 (Robert Hooke)，他在 1674 年提出行星运动受两种力支配：一是沿轨道切线的「惯性力」，二是行星指向太阳的「引力」。胡克的定性分析是正确的，但未能精确推导出这一吸引力的数学表达式。
这项工作被牛顿完成。从伽利略到惠更斯 (Huygens)，人们了解到地球表面物体下坠的加速度为 $g=9.8 \ m/s^2$。牛顿相信，若使苹果落地的力与维持月球轨道的引力同样来自地球，就能推算出该力随距离变化的规律。
- 地月距离已被测量，$D_m=384,400 \ km$
- 一个恒星月 $T_m=27.32 \ d$
- 得出月球轨道速度 $v_m=2\pi D_m/T_m=1.02 \ km/s$
- 月球受地球吸引的向心加速度为 (此公式由惠更斯给出) $a_m=v_m^2/D_m=0.00272 \ m/s^2$
牛顿发现，$a_m/g=1/3600$，而地球半径与地月距离之比 $D_m/e_r=60$；而 $3600$ 恰好是 $60^2$。这意味着地球的引力随距离平方的反比 (inverse square) 衰减 $F\propto \frac{1}{r^2}$。月上 (celestial world) 与月下世界 (terrestrial world) 的物体遵循的是同样的物理定律！
地球的引力维持了月球的轨道，那么太阳的的引力是否也能以类似方式维持行星的轨道？根据牛顿的假设，距离是计算这一引力中的关键变量。由于月球轨道近似正圆，可将地月距离作为定值；但火星这样的行星轨道是椭圆，它离太阳的距离时刻都在变化，传统的数学工具已经无法模拟这种运动。
牛顿 (亦有说莱布尼茨，这是科学史上的著名争议) 为此创立了处理变量的新数学工具 —— 微积分。他借此成功证明了开普勒从海量观测数据中总结出的三大定律：
- 第二定律：如果引力的形式满足 $\mathbf{F(r)}=F(r)\cdot \hat{\mathbf{r}}$，即引力的方向始终指向太阳，引力的大小仅与距离有关 (牛顿称之为「中心力」)，那么等时间内行星与太阳的连线扫过的面积相等。
- 第一定律与第三定律：如果引力的形式服从平方反比 $\mathbf{F(r)}=F(1/r^2)\cdot \hat{\mathbf{r}}$，可推导出行星的轨道为椭圆且太阳位于其中一个焦点；且行星轨道周期的平方与半长轴的立方成正比。
牛顿还进一步拓展了伽利略的抛物线运动研究，将所有处在自由落体 (free fall) 状态的物体都囊括其中。这暗示着：一颗加农炮炮弹如果发射的速度足够快，它就能成为一颗人造卫星：
牛顿将这些划时代的发现凝聚在旷世巨著 自然哲学的数学原理 Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica 之中。这部著作在 1686 年出版，它犹如一颗思想炸弹，瞬间引爆了整个欧洲的科学革命，不仅彻底重塑了人类对自然界的认知，更催生了一门崭新的现代学科 —— 物理学。
至此，惯性 (inertia) 与引力 (gravity) 定律彻底消弭了月上与月下世界的古老分野。原来苹果坠地的力量，竟与火星绕日运行的力同出一源！伽利略的地面运动力学与开普勒的天体运动定律，在牛顿手中获得了革命性的升华与统一。这一划时代的理论整合被后世称为 牛顿综合 (Newtonian Synthesis)，其引发的科学革命与哲学震撼，至今仍在回响。
牛顿的引力对他的同时代人来说显得非常奇异，因为它似乎不需要任何介质来传递，这与常识完全不符。在亚里士多德的物理学框架下，所有的强制运动 (violent motion) 都需要物理接触。然而，太阳并不需要触碰行星就能使它们维持转动。引力通过真空 (或者如牛顿所设想的，以太) 传播，并且是瞬时的。
引力的概念现在深入人心；这是因为它运作得无比成功。但牛顿并没有解释引力本身的原因。两物体间的引力大小与其质量 (引力质量 gravitational mass) 成正比，物体对作用于它的力的反应也取决于质量 (惯性质量 inertia mass)。
- 有质量的物体为什么会相互吸引？
- 在牛顿体系下，引力质量和惯性质量为什么完全一致 (关于引力质量与惯性质量)？爱因斯坦的广义相对论解释为物体在有质量存在所扭曲的时空中沿最短路径运动，但这个解释和远距离作用一样令人费解。
我们不得不怀疑：引力的概念是否与千年前托勒密的本轮-均轮概念一样，只是另外一个更深刻的真实的表象？