1642年，正是伽利略逝世的那一年，一位“天才”降临人世，就是牛顿（1642―1727）。他是继伽利略之后最伟大的物理学家，经典力学的集大成者，并且在研究力学的过程中创造了独特的数学工具——微积分。他发现和论证了天体的运动和地球上物体的运动都遵从同一的自然规律——万有引力定律和力学的三个基本定律。从此，天体力学和地球上的力学得到了统一，实现了科学史上第一次伟大的综合。

牛顿从来不把自己看作天才，他有一句名言：“如果说我所见的比笛卡尔远一点，那就是因为我是站在巨人肩上的缘故。” 他把自己的成就归功于前辈和同事。他总结了伽利略、笛卡尔、开普勒等人的研究成果，吸取了巴罗、沃里斯、惠更斯、胡克等多人的思想、方法和经验，同时，辛勤地开展自己的一系列卓越研究。牛顿正是站在这样一大批科学巨人的肩上，才成为了更为高大的科学巨人。

以研究牛顿而著名的科学史家I·B·科恩认为牛顿力学不仅实现了科学史上的伟大综合，而且是科学史上的一场影响深远的革命，这一以牛顿的名字为代表的革命，标志着近代精确科学的诞生，体现了科学方法和思想方法的划时代创新。牛顿的巨著《自然哲学的数学原理》正是这一科学革命的代表性或总结性的著作，而科学方法的创新就包含在其中。

《自然哲学的数学原理》出版于1687年。在那个时代，科学和哲学还没有分家，“哲学”一词的含义在这里就是科学，“自然哲学”就是自然科学。正如牛顿在序言中所说：“我讨论的是哲学，而不是技艺；我写的不是关于人手之力，而是关于自然力方面的东西。”

I·B·科恩对《自然哲学的数学原理》作过深入精湛的研究，不但对此书的第一版、第二版、第三版之间的异同作了仔细的比较，而且查阅了许多牛顿的有关手稿，所以，他对牛顿科学思想的发展过程和科学研究的工作历程，都有相当细致的了解。依据他的分析、研究和概括，牛顿力学研究的基本步骤是：

第一步，对所研究的自然对象进行简单化、理想化，建立一个数学模型。利用数学技巧推演出某些结论。

第二步，在数学推论与根据经验归纳出来的假说进行比较和对照，使原来的数学模型得到修正。如此反复交替地进行第一步和第二步，就会形成一种与要研究的自然对象非常接近的数学模型。

第三步，是利用前两步所得到的结果，以数学的精确演算来展示自然界的运行过程，进而构建出一个力学体系。科恩把这样一套侦察自然奥秘的方法，称之为牛顿风格。在现代科学中我们仍然能够看到牛顿风格，特别是在物理学中它仍然是一种基本风格。

从科学发展的历史看，科学革命的产生，并不需要把前人打翻在地；更新科学概念，并不意味着对前人学说全盘否定。爱因斯坦提出了相对论，对于牛顿力学来说，是新的革命，然而，相对论力学并不取代牛顿力学，而是明确了牛顿力学的适用范围，即在宏观低速运动领域的正确性，超出这个范围它就失效。爱因斯坦超越了牛顿，但绝不贬低牛顿，他对于牛顿的推崇和尊敬是人所共知的。

1927年爱因斯坦在纪念牛顿逝世200周年的文章中说：“在他以前和以后，都还没有人能像他那样决定着西方的思想、研究和实践的方向。他不仅作为某些关键性方法的发明者来说是杰出的，而且他在善于运用他那时的经验材料上也是独特的，同时他还对于数学和物理学的详细证明方法有惊人的创造才能。”

把地球、行星以至太阳看作一个“质点”，就是牛顿力学研究中的一个关键性方法，也是他对自然现象进行简单化、理想化的一个范例。1666年他在计算地球对其附近一个物体的引力时，遇到了一个难题：怎样确定物体与地球之间的距离呢？是物体离地面的高度，还是物体离地心的距离？根据试算发现，选用物体离地心的距离时计算出来的理论值与测量出来的实际值最为接近。但是他给友人的信中说他尚不敢断言，地球对一物体的吸引力恰如地球的质量全部集中在中心点一样。这是牛顿当时虽已得出了万有引力公式而未敢公开发表的主要原因或原因之一。

1679年英国科学家胡克在给牛顿的信中问及怎样证明行星是沿椭圆形轨道运动时说：“困难在于太阳和行星都是广袤物体，然而在理论上不得不把它们的质量看作好像是集中在它们各自的中心点来处理。”1684年，在英国曾有人特为解决这一难题而设立奖金悬赏。

1685年牛顿证明了这样一个定理：“两个球体之间的吸引力与假设每一个球体的质量都集中在各自的中心点时是相同的。”科学家们逐渐消除困惑，认识到只有运用“质点”，即假设物体的质量集中在物体的中心点，才能建立起研究物体之间引力和行星运动规律的最为合适的数学模型。牛顿于1686年正式公布其万有引力定律。

“质点”的发明经历了20年反复思索、检验和论证的酝酿过程，如今“质点”已是科学家们手中运用自如的一个科学模型。人们难忘：质点模型的首创者正是牛顿。