Yerçekimi yasası keşfedilen ilk temel yasalardan birisidir. Bu yasanın, “insan zekasının gerçekleştirdiği en kapsamlı genelleme” olduğu söylenmiştir. Yerçekimi yasası şudur: iki kütle, birbiri üzerine, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı ve kütlelerinin çarpımı ile doğru orantılı olan bir kuvvet uygular. Bu önemli yasayı aşağıdaki matematik formülüyle ifade edebiliriz:
mm’
F = G ---------
r2
Yani bir sabit sayı çarpı kütlelerin çarpımı bölü uzaklığın karesi. Şimdi buna bir de, bir kütlenin bir kuvvet etkisiyle ivme kazandığını, veya hızının her saniye, kütlesiyle ters orantılı olarak değiştiğini, veya kütle azalınca hızının daha fazla, kütleyle ters orantılı olarak değiştiğini eklersek yerçekimi yasası hakkında tüm gerekenler söylenmiş olur. Bunun ötesinde söylenecekler, bu iki şeyin matematiksel sonucundan ibaret olacaktır.
Eski bilginler gezegenlerin gökyüzündeki hareketlerini gözlemleyerek onların Dünya ile birlikte Güneş çevresinde döndüğü sonucuna vardılar. Bu sonuç daha sonra Copernicus tarafından da bağımsız olarak keşfedildi. Bundan sonra yanıtı araştırılacak soru şuydu: Güneş çevresinde tam olarak nasıl dönüyorlardı? Güneş’in merkez olduğu bir çember üzerinde mi, yoksa bir başka eğri boyunca mı? Ne hızla hareket ediyorlardı? v.b. Bunların yanıtlanması daha uzun zaman aldı. Copernicus sonrası dönemler, gezegenlerin gerçekten Dünya’yla birlikte Güneş etrafında mı döndükleri, yoksa Dünya’nın evrenin merkezinde mi olduğu sorularının tartışıldığı dönemlerdi.
Daha sonra Tycho Brahe(1546-1601) adında bir adam, soruyu yanıtlamak için bir yöntem önerdi. Eğer gezegenler çok dikkatle gözlenip gökyüzündeki yerleri tam olarak kaydedilirse, teorilerin durumu belki açıklığa kavuşabilirdi. Bu, modern bilimin anahtarı ve doğanın gerçekten anlaşılmasının başlangıcı oldu. Bir şeyi gözlemek, ayrıntıları kaydetmek ve bu bilgilerin şu veya bu yorumu çıkarmayı sağlayacak ipuçlarını içerdiğini ummak. Zengin bir kişi lan Tycho’nun Kopenhag yakınlarında bir adası vardı. Buraya pirinçten yapılmış kocaman daireler yerleştirdi ve özel gözlem yerleri yaptırdı. Sonra geceler boyunca gezegenlerin konumlarını kaydetti. İşte ancak bu tür yorucu ve yoğun çalışmalar yoluyla bir şeyler bulunabilirdi.
Toplanan bütün bilgi Kepler’in (1571-1630) eline verildi. Kepler Brahe’nin asistanlığını yapıyordu. Gelen bu bilgiler üzerine Kepler’de gezegenlerin Güneş etrafında ne tür bir hareket yaptığını incelemeye koyuldu. Bunun için deneme yanılma yöntemini uyguladı. Bir ara yanıtı bulduğunu sandı. Gezegenler Güneş’in merkez olduğu çemberler üzerinde hareket ediyorlardı. Ancak daha sonra bir gezegenin, Mars’ın sekiz dakikalık bir yay kadar sapma yaptığını farketti. Kepler, Tycho Brahe’nin bu ölçüde bir hata yapamayacağını düşünerek yanıtın doğru olmadığı sonucuna vardı. Deneylerin çok dikkatli yapılmış olması nedeni ile başka bir yol deneyerek sonunda üç şey keşfetti.
İlk olarak, gezegenler Güneş’in odak olduğu elips şeklinde bir yörünge izliyorlardı. Elips bütün ressamların bildiği bir eğridir: Basık bir daire. 
Bir gezegenin Güneş çevresindeki yörüngesi bir elipstir; Güneş de odakların birindedir. Bundan sonra gelen soru şuydu: Güneş’e yaklaştıkça hızı artıyor, uzaklaştıkça yavaşlıyor mu? Kepler bunun da yanıtını buldu(yukarıdaki şekil).
Bulduğu yanıt şöyle açıklanabilir: Örneğin üç hafta gibi belirli bir ara içeren iki farklı zamanda gezegenin konumunu saptayalım. Sonra, yörüngenin başka bir bölümünde, gezegenin yine üç hafta ara ile iki ayrı konumunu saptayalım ve Güneş’le gezegeni birleştiren doğruları çizelim(bilimsel deyimle bunlar yarıçap vektörleridir). Üç hafta ara ile çizilen iki doğru ve yörünge arasında kalan alan, yörüngenin her bölgesi için aynıdır. Demek ki, gezegen Güneş’e daha yakın olduğu yerlerde daha hızlı hareket ediyor ve uzaklaştıkça aynı alanı taramak için daha yavaş ilerliyor.
Birkaç yıl sonra Kepler üçüncü bir kural keşfetti. Bu kural yalnızca tek bir gezegenin Güneş çevresindeki hareketiyle ilgili değildi; farklı gezegenler arasında da ilişki kuruyordu. Bu kurala göre, bir gezegenin Güneş çevresinde tam bir devir yapması için gereken zaman, yörüngenin boyutuna bağlıdır; bu zaman da yörüngenin yörüngenin boyutunun küpünün kare kökü ile orantılıdır. Yörüngenin boyutu elipsin en büyük çapıdır. Keplerin bu üç yasası şu şekilde özetlenebilir:
1-Yörünge bir elipstir.
2-Eşit sürelerde eşit alanlar taranır.
3-Bir devir için gereken süre, boyutun üç bölü ikinci kuvvetiyle orantılıdır, yani boyutun küpünün kere kökü ile.
Kepler’in bu üç yasası gezegenlerin Güneş çevresindeki hareketlerini tam olarak belirlemektedir.
Bundan sonraki soru şuydu: Gezegenleri Güneş çevresinde hareket ettiren şey nedir? Kepler’le aynı dönemde yaşamış bazı kişiler bu soruyu şöyle yanıtlıyordu: Melekler kanatlarını çırparak gezegenleri arkadan yörünge boyunca iterler. Bu yanıt gerçeğe pek uzak sayılmaz aslında. Tel fark, meleklerin farklı yönlerde oturup kanatlarını içeriye doğru çırpıyor olmalarıdır.
Aynı sıralarda Galileo da Dünya’daki sıradan cisimlerin hareket kurallarını inceliyor, bu inceleme sırasında da bazı deneyler yapıyordu. Toplar eğik bir düzlemden aşağı doğru nasıl yuvarlanıyor, sarkaçlar nasıl sallanıyordu?vb. Galileo eylemsizlik ilkesi denilen önemli bir kural keşfetti. Kural şuydu:
Düz bir doğru üzerinde belirli bir hızla hareket eden bir cisim, hiçbir etken olmazsa bu doğru boyunca, aynı hızla, sonsuza kadar gitmeye devam edecektir. Bir topu durmamacasına yuvarlamaya çalışmış olan herkes için buna inanmak güç olsa da; bu ideal şartların varlığında , yerdeki sürtünme vb.etkenler olmasa, top gerçekten de düzgün bir hızla sonsuza kadar gidecektir.
Daha sonraki gelişme Newton’un şu soruyu tartışması ile başladı: Eğer cisim düz bir doğru boyunca hareket etmiyorsa ne olur? Buna verdiği yanıt da şu oldu:
Hızı herhangi bir şekilde değiştirmek için kuvvet uygulamak gerekiyor. Örneğin, bir top hareket ettiği yönde itilirse hızı artar. Eğer gidiş yönü değişmişse kuvvet yandan uygulanmış demektir. Kuvvet iki etkinin çarpımı ile ölçülebilir. Ufak bir zaman aralığında hızın ne kadar değiştiği, “ivme”olarak tanımlanır. Bunu cismin kütlesi veya eylemsizlik katsayısı ile çarparsak kuvveti buluruz. Bu ise ölçülebilir. Örneğin, bir ipin ucuna bağlanmış bir taşı başımızın üstünde bir daire çizecek şekilde döndürürsek, ipi çekmemiz gerektiğini fark ederiz.
Nedeni şudur: Taşın hızı sabit olmakla beraber, bir çember çizerek döndüğü için yönü değişmekte, bu nedenle de taşı sürekli içeriye doğru çeken bir kuvvet gerekmektedir; bu kuvvet de kütle ile orantılıdır. Şimdi iki ayrı taş alıp önce birini sonra diğerini döndürelim ve ikinci taş için gereken kuvveti ölçelim. Bu kuvvet birinciden, kütlelerinin farklılığıyla orantılı olarak daha büyük olacaktır. Hızı değiştirmek için gereken kuvveti saptamak, kütleyi ölçmek için de bir yöntem oluşturur. Newton bundan bundan bir başka sonuç daha çıkardı. Basit bir örnekle açıklarsak:
Eğer bir gezegen Güneş çevresinde bir çember boyunca gidiyorsa, onun yana doğru, teğet boyunca gitmesi için hiçbir kuvvete gerek yoktur. Eğer herhangi bir kuvvet olmasaydı başını alır giderdi. Ancak gezegen bunu yapmıyor; kuvvetin olmaması durumunda bir süre sonra gitmiş olacağı ta uzaklarda değil, Güneş’e yakın bir yerde bulunuyor.
Başka bir deyişle, hızı ve hareketi Güneş’e doğru sapıyor. O dönemlerde yaşamış(aslında halen günümüzde de yaşayan) bilimsel verilerden uzak bazı kişilerin açıklamalarına atıfta bulunursak meleklerin, kanatlarını sürekli Güneş’e doğru çırpmaları gerekiyor.
