這個力的定義已開始向近代物理轉變,即認為力是運動狀態改變的原因。也就是說,從力的效果上看,物體受引力的作用,就要改變自己的運動狀態,即產生加速度或形變。這樣,牛頓就結束了自古代和中世紀以來關於力的爭論。自古代亞裏士多德以來,人們一直認為力是運動速度產生的原因。

(5)關於時間。牛頓提出了絕對不變的時間概念,把它與相對的時間加以區分,並分別給出了定義。他寫道:“絕對的、真正的和數學的時間自身在流逝著,而且由於基本性而均勻地、與任何其他外界事物無關地流逝著,它又可以名之為‘延續性’;相對的、表現的和通常的時間是延續性的一種可感覺的、外部的(無論是精確的或是不均勻的)、通過運動來進行的量度,我們通常就用諸如小時、日、月、年等這種量度以代替真正的時間。”

牛頓還指出,自然界中天然的每一日實際上並不都是相等的,雖然人們通常認為它們是相等的,並且用以作為時間的單位。所似天文學家要根據對天體運動的比較精細的研究,對這種不相等性做些修正。可供我們作為精確測量時間的標準運動,可能並不存在。所有的運動,可能是加速的或是減速的。但是,絕對時間的真正的或標準的流逝過程是沒有變化傾向的,事物存在的延續性或持久性始終是相同的,不管運動是快,是慢,或者根本沒有運動。這表明,牛頓所說的真正時間,即絕對時間,不依賴於任何物質實體,是與物質和運動無關的。它是惟一的、單向的均勻流逝。不管發生什麼事也好,不發生什麼事也好,絕對的時間總是在均勻地、不變地流逝著。

(6)空間。在空間問題上,牛頓的看法與對時間的看法類似。他寫道:“絕對的空間,就其本性而言,是與外界任何事物無關而永遠是相同的和不動的。相對空間,是絕對空間的可動部分或者量度。我們的感官通過絕對空間對其他物體的位置而確定了它,並且通常把它當作不動的空間看待……”

“因此,我們就用相對的處所和運動來代替絕對的處所和運動,這在日常事物中並沒有什麼不便之處;但是在哲學探討中,我們應該把它們從我們的感覺中抽出來,考慮事物本身,並把它們同隻是對它們進行的可感知的量度區分開來。因為可能沒有一個真正靜止的物體可以作為其他物體的處所和運動的參考。”

這最後一句話,使人覺得似乎牛頓並沒有明確地肯定是否有絕對空間。其實不然。牛頓在絕對空間問題上的觀點,與在絕對時間問題上一樣,也是認為,絕對空間不依賴於任何物質實體,它也是與物質和運動無關的、是永遠不動的大容器。它是三維的,如同一個無限大的空無一物的空盒子。放進物體也好,取出物體也好,空間總是不動地存在著。宇宙萬物就是容放在這個空間之中,物體的線度和體積就是它所占的空間的線度和體積。

牛頓還認為,絕對時間、絕對空間,不僅與物質、運動無關,而且彼此也毫不相幹、互不聯係。

為了論證絕對空間的存在,牛頓做了著名的水桶實驗:使一個盛有水的水桶旋轉,當桶開始旋轉而水還未動時,水麵是一個平麵;幾秒鍾以後,當水隨著桶一起旋轉時,水同時沿桶邊向上運動,水麵就呈現出一個凹型曲麵。根據這個實驗,牛頓認為,根據水麵的平或凹曲,可以判定水對絕對空間是靜止或旋轉。牛頓對絕對空間的論證,與絕對時間的觀點一起,後來受到馬赫的反駁。馬赫說,這並不證明水向上的運動應歸因於絕對空間旋轉時所產生的力。他推測說,如果做這桶水處於靜止狀態而使“恒星”相對於水桶旋轉,也應該觀察到同樣的現象。

牛頓三大運動定律是:

定律Ⅰ:“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。

這第一定律,也叫做慣性定律。它表明物體在不受任何外力的影響時,由於慣性的作用,就做最簡單的慣性運動,即靜止的物體永遠靜止,做勻速直線運動的物體,其速度的大小和方向都不會改變。對此牛頓舉例加以說明,例如拋物體,在沒有空氣阻力妨礙,或因重力向下吸引降落,就會永遠保持在它原有的運動狀態中。又如一個陀螺,其各部分由於內聚力的作用而不斷離開其各自的直線運動,除非受空氣阻力而減速,它決不會停止運動。行星和彗星等較大的物體,由於在較為自由的空間中遇到的阻力較小,所以它們能在更長的時間內保持它們的前進和環繞運動。