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在欧洲大陆，　特别是法国和德国，　笛卡尔的自然哲学观点已被广泛接受，经过惠更斯和莱布尼茨的发展和宣传后，已经形成两个很大的学派，即笛卡尔——惠更斯学派和莱布尼茨学派。惠更斯是在１６８ 年６月知道《原理》将出版并在１６８８年读到这本书，开始时他不反对向心力概念及用这个概念说明天体之间的相互作用，但他却企图用球面以太旋涡理论加以说明。他认为重力不可能延伸到那么远的距离，并且说　：“旋涡已经被牛顿破坏了。”　他不同意粒子间的引力作用和潮汐理论。但是，他接受了牛顿关于行星

的作用与行星对地球的策略作用之间是一致的证明。他试图用球面旋涡产生的离心力和向心力之间的平衡说明天体现象。莱布尼茨在１６８８年看到了《原理》的概括说明，次年４月在罗马见到《原理》，　开始时受到鼓舞，并与惠更斯讨论，既不接受牛顿的引力理论，又对他的天体理论持批评态度，企图根据自己的自然哲学观点设计一个新的理论。１６９２年４月他在给惠更斯的信中批评了后者的说法对原子论有利，他说　：“我重读了最近您对重力的解释，我注意到您那是对真空的原子有利……我看不出迫使您回到这一个奇特实体的必要性。”　他在反对牛顿的原子论观点上比惠更斯更坚决。１６９３年７月，莱布尼茨在给牛顿的信中，一方面称赞了牛顿发现的万有引力定律，另一方面仍主张以太说。他写道　：“按照我们的数学的和所有自然的知识，我是多么感激你，在有机会时我也公开承认……你已经做出了惊人的发现，这就是 由吸引力或引力及其通过一行星的概念简单地得出的开普勒的椭圆轨道。可是，我却根据在这种情况下我们所知道的策略与磁力的模拟，倾向于相信这些情况是由流体介质的运动所引起或安排的。可是，这个解释不会贬低您的发现的价值和真实性。”　莱布尼茨像惠更斯一样，都承认牛顿发现引力平方反比定律的成就，却不同意用万有引力或重力做出解释，他们都把原因说成是以太作用，惠更斯用球面以太旋涡加以说明，而莱布尼茨则与笛卡尔的看法一样。他们只是在通信中或私下讨论，并没有将反对的意见发表。

在惠更斯于１６９５年去世后，法国的笛卡尔－惠更斯学派中反对牛顿的《原理》及其理论的，主要是马勒布朗希及其三个追随者莫利埃雷、雷奥和迈尔布朗，而迈尔布朗希望重新塑造并偏离了笛卡尔的理论，破坏了笛卡尔阵线的屏障，为像莫泊丢、克勒洛和伏尔泰这样基本的牛顿学派开辟了方便的道路。他们把牛顿看作不仅在数学上，而且在将自然数学化上，是一个主要的人物，在看重牛顿的实验的光辉成就的基础上，他们是法国第一批把牛顿的光学实验看作可遵照做的特定实验模式。赞同牛顿的引力平方反比定律，认为他成功地应用他的数学法则于开普勒的行星运动的经验性定律。

此外，　Ｊ・伯努力反对牛顿的自然哲学，卡西尼 不太了解　《原理》　并用不合理的方法计算彗星轨道。冯太纳尔称赞了牛顿在数学和光学上的成就，他说《原理》破坏了笛卡尔的旋涡，而牛顿把笛卡尔从物理上排除的吸引和真空又带了回来，并以全新的力量武装起来，但是却……被认为是无用的，或许仅仅是稍加伪装的。他把牛顿和笛卡尔看作“两个伟人，其体系是这样相反，在这几方面又相似，二者都是第一流的天才人物，以超人的悟性而生，并为知识王国的建立而准备着”。　他说“当艾萨克爵士写作他的伟大著作《原理》时，他有另一本著作在手中，同样是创造性的和新的……这著作就是他的《光学》。　在他写的这本小册子中，对于牛顿在英国取得的地位做了描述。他说　：“一个国家产生了这样多有学识的人，他们全都以齐声喝彩的方式把萨克爵士奉为他们的首领，承认他是他们的主帅和大师，以至于没有一个反对者敢于显露出来，不，他们甚至不允许一个温和的崇拜者存在。他的哲学已经被整个英国采用，它在皇家学会和从那时以来一切显赫的仪式上处于优势，好似它是曾经被多少世代的崇敬所构成的秘密。欧洲大陆对牛顿及其《原理》看法的根本转变约在１７２８年。”

１７２７—１７２８年法国两位著名学者访问英国，一个是莫泊丢，一个是伏尔泰。莫泊丢在这一年当选英国皇家学会会员，并且成为牛顿自然哲学的积 极拥护者。１７３８年他发表了《论天体图形》，　指出地球是并非理想的球形，确认了牛顿的预言，他在法国和德国科学界影响极大，对牛顿的科学理论在欧洲大陆的传播起了较大的作用。伏尔泰在１７２６年至１７２９年侨居英国，他访问过一些学者和牛顿的亲属，对牛顿的自然哲学思想十分钦佩。他说　：“一个到达伦敦的法国人发现，在哲学上像在其他事物上一样发生很大变化。他不谈宇宙是充满的，而发现它是空虚的。在巴黎你会看到宇宙由稀薄物质的旋涡组成的，在伦敦我们没看到这种东西。”　１７３８年伏尔泰发表了一本关于牛顿自然哲学的专著《艾萨克・牛顿的哲学原理》，　歌颂牛顿的成就，并且介绍了牛顿的学说。他说　：“在我们进一步进行判断之前，让我们开始证明稀薄物质的旋涡并不存在，证明充实的思想至少是空想，因而也就证明建立在这些想象基础上的整个体系，不过是一个巧妙的罗曼斯和没有真理的现象。”

他甚至说“笛卡尔的旋涡和充实是不可能的，因此必有重力的其他原因　”，“　我们必须求助于把引力作为这些旋涡的原因，而不是求助于把虚假的旋涡作为引力的原因”。　总之，伏尔泰作为一个著名的启蒙运动的思想家和影响很大的文学家，全面接受了牛顿的自然哲学，而反对笛卡尔和惠更斯的以太旋涡说。 他后来和夏特勒夫人合作，发表了一本关于牛顿力学体系的通俗著作。这一切对法国百科全书学派产生了深远的影响。以狄德罗为首的法国百科全书学派，提倡牛顿的自然哲学和机械唯物论，对变革法国的哲学思想和法国大革命起了重大作用。随着法国大革命的胜利，牛顿的理论体系在法国和欧洲大陆居于统治地位，并对整个欧洲和世界的哲学和科学发展产生极深远的影响。在整个科学史上，一个科学家和一种科学理论在自然科学、社会科学的政治上产生像牛顿理论体系这样大影响的，至今仍是空前的。

牛顿的科学探索，不仅获得了许多划时代的发现，而且构成了他的世界观，形成了他的思想方法。牛顿的物质观和物质组成思想是探讨和评价他的自然观和科学观的最基本因素。他的全部自然哲学的基础是原子论。原子论或粒子说不但是《原理》推理的基础，而且贯穿始终，也是《光学》的主导思想。美国著名的研究牛顿的学者萨克雷说过：越来越清楚，关于物质的本质属性和微观结构问题，在牛顿的漫长和多产的一生中是他的科学研究的核心。也很清楚，在１８世纪，关于他和贝克莱、波斯考维奇或普里斯特利随即做出的贡献如宗教的、哲学的和化学等方面的相互关系的争论中，这些问题仍然保持其中心地位。但是，原子或牛顿所说的谁也打不破上帝创造的最小粒子， 在他所处的时代只能是根据宏观物体逐次被粉碎的一种推测和模拟，直至卢瑟福和佩兰在１９０８年先后用电法计数器和根据布朗运动计算证明原子的存在为止，仍然是一种哲学上的设想和科学上的假设。

牛顿从１６０４年初开始他的科学生涯时，就接受了原子论。原子论的基本特征是原子和虚空，只有原子和虚空才是万物的本原，原子论的基本假设是原子不可分和不可变。

牛顿认为物质本身不是上帝创造的，而是与上帝共存的。他说　：“在上帝宣告关于创世的任何东西之前，物质之量、星数和所有其他东西都是不确定的，一旦世界被创造了，它们就确定了。”

他解释说，“不确定的”　一词不是指实际上是什么样的东西，而是一直与预示某种尚未决定或确定的东西在将来可能存在有关。牛顿认为物质和星体等是在上帝创世之前就已经存在的。

原子论成为牛顿物质观的基础。则原子成为他的物质组成思想的基石或物质组成的最基本的单位。在《原子问题》中，他回答说　：“初始物质必定是原子。”他认为初始物质是匀质的，原子不是无限可分的，因为没有一种东西能被分成比组成它的还要多的部分，况且有限的物质不能由无限的部分所组成。他既然承认了原子，也就必然承认它的对立物——真空。因此， 他说　：“在来到一起的二球之间不能有物质，因为对于插入它们之间的东西来说，所有的物质都是太大了。”“这样，最小的物质粒子会是数学点，所以真空必然介于其间”。　这样，利用最小的物质粒子或原子与真空，构成他的物质组成理论。

原子是上帝用本来不确定的物质创造出来的，他说　：“你也必须承认，或者原子被创生，或者利用真空加以分开。”　在《论流体的重力和平衡》手稿中，他认为原子是上帝创造的，由原子变成万物则是上帝和自然的操作。　直至１７２１年，　他在《光学》的《疑问３１》中，还在说：

“对于我而言，所有这样的事似乎是可能的，把上帝在开始时构成的牢固的、有质量的、硬的、不可入的、能动的这些大小和形状的粒子，和具有这样的一些其他性质并与空间成比例，看作最有利于他构成这种粒子的目的。并且认为，这些原初粒子是牢固的，比将它们结合成任何多孔隙的物体要无比地坚硬，甚至坚硬到永不会磨损或破坏成碎块。没有一种平凡的力能够分开上帝本人在第一次创世时做成的一个粒子。”

所以，牛顿确实认为原子是上帝用原有的不确定的物质做成的，它是人力和自然力所不能破坏的。在物质观上，牛顿的自然神论就表现在原子是上帝造的，而由原子再构成万物则由粒子力的作用按照自然规律 形成的。

牛顿物质观的发展，与他的物质组成思想和科学观点的发展相对应，并且对他的科学理论的形成与发展，有着很大甚至有时是决定性的影响。根据牛顿在著作和手稿中的一系列说法和贯穿在其中的科学思想，大体可以分为三个发展阶段。

前期原子论阶段从１６６４年到１６７４年。从他接受原子论观点并开始用于科学研究时起，至他的光和颜色理论受到胡克和笛卡尔——惠更斯学派批评而向以太说妥协时为止。牛顿在１６６４年把初始物质看做原子，又把原子看作万物组成的基本单位或实体。与此相对应，他在数学上，把线看作无数点组成的或点的径迹。正是把曲线看作点或粒子运动所形成的，才使他把运动、速度和极限概念引进到曲线及其切线的分析上，把动力学与数学结合起来，从而发明了他的切线法、二项式定理和微积分等。在光学上，他的原子论观点从一开始就从笛卡尔的以太小球观点解脱出来，提出了光的微粒说。在化学上，他接受了波义耳的观点。他说　：“那些被压在一起的粒子可以固持住一个挤进的粒子，像它处在它们之中那样，因而它就不能从它们那里落下来……但是，情况会是这样的，化合物的粒子被创造得大于那些适用于其他场合的粒子。”

在力学上，他也是用粒子力的观点进行处理的。他谈到过空气压力使“一切东西挤得紧靠在一起，使它们之间没有空气将它们隔开，这使它们贴在一起，如两块大理石的抛光面和水的各部分等”。　但是，他又说　：“空气的压力不是很强的，像波义耳的实验所显示的那样。”　于是，他引出了物质从太阳逃逸所产生的压力。他说这种力大得多，能使物质结合得更紧密。在《论流体的重力和平衡》中，他认为物体中的变化是由于自然的原因引起的，只有“通过自然力才有可能使它们结合”。　他说　：“我想象硬体的部分不仅彼此接触并保持相对静止，而且它们又粘结得这样强和牢固，好像用胶粘结在一起一样，如果不把其余的部分同它一起拉走，它们就没有一个能够移动。”此外，他还用粒子力的观点探讨了物体和天体运动问题。在向以太说妥协的１６７４年至１６８４年，牛顿因在１６７２年初向皇家学会宣读了第一篇光学论文，而受到胡克等人的批评。这些批评涉及到光的本质和颜色来源等根本问题。在胡克看来牛顿的实验也可以用光的波动说加以解释，甚至更合理。

牛顿的妥协一方面是因为要面对像胡克和惠更斯这些权威的压力，另一方面是因为他胆小怕事和自己的粒子说还只是一种假设，还不完善。

１６７２年６月１１日，牛顿在给奥登伯格的信 中说“现在，我将采取胡克先生对我的理论的看法，并且他构成的那个归之于我的一个假设并不是我的”，这个假设指的就是光的粒子说。接着，他进一步说：

“假定我提出了这个‘假设’，　我不了解胡克先生为什么这样极力反对它。可以肯定地了解到，它对他自己的假设比他似乎要提醒的有更大的吸引力。在这里以太的振动是有用的，像在他自己的理论中一样。因为假设光的射线是以各种方式从发光物质射出的小物体，当它们投射到任何折射面和反射面上时，似乎必然要在以太中激起振动，像石头投入水中激起的一样。”　牛顿受到胡克的批评后，为了使他的颜色理论被人们接受，在光学上提出了向以太说妥协的说法。１６７４年，牛顿又写了一篇《论空气和以太》的文章，表示向以太说妥协已由光学扩展到整个物质观方面。他在文中说，正像地球上的各种物体因破碎成小粒子而转变成空气一样，空气粒子又因剧烈的作用而转变成更稀薄的空气粒子。他接着说　：“如果它稀薄到足以穿入玻璃、结晶和其他地球上的物体，我们可以称为空气精或以太。这种精的存在是由波义耳的实验所表明的，在这个实验中，在铬接密封的玻璃器皿中，熔化的金属在这时有一部分转变成金属灰，变得更重。很清楚，增加的重量来自通过玻璃孔隙的最稀薄的盐精，它锻烧金属并使其转变成金属灰。”　他进 一步说　：“我相信每一个看到曲线排列的铁锉屑像从天然磁石的一极到另一极环绕的磁流所描绘的子午圈的人，都将承认这些磁流就是这种精。这样的情况还有玻璃、琥珀、煤玉、石腊、树脂和类似的物质，似乎都是以同一方法由这种最细微的物质所引起的。”

牛顿例举了大量的物质作为以太存在的例证，表示他的物质从原子论转向了以太说。只是他说的以太，不像笛卡尔所说的是物质无限分割下去产生的无所不在的和极其稀薄的介质，也不是胡克说的介质，而是空气粒子因磨损的碰撞而粉碎下去的细微粒子，即空气精、盐精、酸精、电精和磁流质等，也就是说牛顿的以太不过是他的原子论的变种。他在１６７５年１２月７日给奥登伯格的信，甚至将以太说推广到了宇宙万物的本原，他说　：“为了做这个假设，首先在这里假设有一种与空气差不多相同组成的以太介质，但却更稀、更细微和更富于弹性……或许整个自然的结构只会按发酵原理凝结的以太，只会是凝结的某种以太精或蒸汽凝结成水，发散物凝结成较粗大的物质，尽管不是这样容易凝结的。凝结之后，又锤炼成各种形状，起初由上帝的直接参与，之后由自然力，依靠控制力而增长和繁殖，使它变成按照原形体复制的完美仿制品。这样，或许一切东西都可以起源于以太。”他从光学上的妥协开始，采用以太假设，使他的原子 论物质观也蜕变成以太说。这种变化在１６７９年２月２８日给波义耳的信中提出五个假设时而得以系统化。他说　：“首先我假设有一种向一切地方扩散的、能够收缩和膨胀的、富于弹性的、和总而言之在各方面酷似空气但却更稀薄的以太物质。我假设这种以太浸入一切粗大的物体，但在粗大的物体中比在自由空间中更稀，而且孔隙愈细则愈稀……我假设以太在物体之内较稀，而在物体之外较密，并未终止在一个数学表面上，而是彼此逐渐消长的。我假设相互接近的二物体靠近时，　其间的以太变得较以前更稀，　以太逐渐变稀的空间从二物体的表面各自进一步向对方延伸。”　最后一个假设则由第四个假设得出　：“当二物体相互接近而近到足以使它们中间的以太开始变得稀薄时，它们将抗拒再靠近，力图相互退离，这种情况将随着物体不断接近而增加，因为它们引起中间的以太变得越来越稀薄。但是最后，当它们接近到物体周围的外部的以太压力超过它们之间稀薄的以太压力，大到足以克服它们靠近时产生的抗力时，则会像第二假设所说的，超过的压力将迅猛地把它们推到一起，并使它们强有力地相互粘结起来。”

在这些假设中，牛顿不但说明了以太的性质、稠密程度与物体距离的关系，而且说明了光的折射和衍射、大气压使水银柱升高、物体靠紧的物体的结合与 分离。这些解释在今天看来，显然是不合理的，但是它们说明了牛顿曾向以太说一度妥协，甚至试图用以太效应说明还不能科学地解释的多种现象。写这封信以后，他在１６８４年《论运动》中，再次以肯定的口气提到以太说。此后则不再在以太说中绕圈子。惠塔克认为　：“在１６７５年底，牛顿寄给皇家学会一篇论文，文中有些偏离了他通常对假设的态度，他表示在这时，他对这个假设最有好感。在这个假设中，他主张有一种以太介质，与空气有颇相同的组成，但却稀薄和细微得多，并且更富于弹性。”

霍尔等认为牛顿受到压力或恳求时，才回到了猜测性的假设，像笛卡尔和惠更斯在他之前所做的那样，但是他认为牛顿想的以太既不是以笛卡尔的术语，也不是以场的词汇说。麦克盖尔则说这是牛顿在“１６７２年与胡克争论中说明以太作用的一种苦心”。　原子论阶段的１６８４——１７２７年，他转变为比较坚定的原子论者，主要原因是发现了运动三定律和万有引力定律而根本不再需要以太说，这些发现都是以粒子说即《原子论》为基础的。以太说无法说明彗星的扁椭圆轨道为什么能几乎通过太阳系各行星的轨道平面，而未造成各天体的以太旋涡相互之间的干扰。波义耳的真空实验未证明以太存在。牛顿的实验证明空气或以太阻力很小或几乎为零。牛顿在向以太说妥 协时期中最后一次正面谈到以太是在１６８４年１１月写的《论球体在流体中的运动》一文的注释中。他说　：“我深入考虑了物体在无阻尼介质中的运动：所以我可以确定天体在以太中的运动。但是，尽我所能判断出纯以太的阻力或者没有，或者极小。”　这是导致他否定以太的前奏，在此后的文章中，不再提到以太。《原理》是一本以原子论为主导思想写的巨著。在１６８７年《原理》一版序言中，集中地反映了牛顿的粒子说　：“它们形成硬的、软的、流体的、弹性的、延展性的、稠的、稀的、挥发的、固定的……物体，取决于粒子来到一起和粘结的力与方式。较大的粒子是由很小的粒子形成的，从这些较大的粒子形成最大的粒子，全都是棚格式结构。于是，从这些最大的粒子就形成了可感觉到的物体，它允许光在各个方向上通过，并且它们之间在密度上明显不同……”他认为一切物体由不同层次的粒子组成，并用粒子和粒子力说明了万物的形成、分离、化合和分解，１７１７年牛顿发表了《光学》的第二版，并且附加了《疑问１７—２４》。　在这些疑问中，牛顿都围绕着以太提出问题，如关于光的折射和反射、重力、性质、视觉和神经的传递等，是否可用以太介质做出解释。使人易于产生牛顿在１７１７年之后又回到以太说的想法。牛顿在这些疑问中，主要是迫于当时的激烈的争 论，提出了一些可供商讨的和可能的问题。

牛顿的物质组成思想的基础是原子论，而且他的原子论对古希腊的原子论做了重要发展。他在粒子和粒子组成层次上的论述是前人不可企及的。

牛顿在万物由原子或虚空组成这个根本问题上，与古希腊的原子论是一致的，但是，在原子或粒子因为什么原因才结合和分离上，却存在差异。德谟克利特认为物体的带钩和角的原子在必然的旋涡运动过程中，因重量不同而分层集聚，并镶嵌在一起而形成各种物体。伊壁鸠鲁和卢克莱修认为，原子和结合是由原子垂直下降过程中产生偶然的偏斜运动，才相互碰撞到一起并结合的，至于偏斜和结合的原因他们并未讲。伽桑狄在恢复伊壁鸠鲁的原子论时，认为原子结合成物体有其原因，这个原因就是力。他说　：“可称为原因，也就是称为激励的或产生的力，在力的影响下产生东西。”　至于是什么力和力又是怎样使原子结合的，他也未讲。牛顿从粒子力的观点做了比较详细的说明。

在１６６４年至１６６５年，牛顿认为粒子或物体的结合力来源于压力，这种压力或者由大气压力产生，或者由物质从中心天体退离所产生的力引起来的。

在１６６６年之后，牛顿从动力学观点研究了粒子的物体的受力关系和运动，发现了离心力定律和从 重力观点研究天体之间的相互作用，反映在物质组成上，就是从自然力观点研究粒子结合问题，到１６７５年，他提出粒子力的物体的作用有电力、磁力、重力、发酵作用和发育作用等，也就是说引力表现为多种形态。《原理》　系统地阐述了粒子间的引力和天体间万有引力的作用，而对粒子力和粒子是怎样通过这种力结合的，　则是在《原理》　第一版序言的草稿和《结论》手稿中阐述的。

牛顿的物质组成思想与他的物质观、粒子力思想相适应。其中粒子说或微粒说是其主导的观点。他认为物质是可分的，物质的组成是有层次的，粒子的大小基本上是相等的。

牛顿的物质观和物质组成思想构成了他的科学观与科学思想的基础。在这个基础上，还形成了他的质量概念，时空观和运动观等一系列的哲学思想。

牛顿的时空观和概念在绝对时空观的形成和稳定时期，他学习前人的哲学著作，不但接受了原子论的无限空间观点，而且从自己的宗教观念出发很容易地接受了莫尔的时空观。他将无限空间与上帝和空间等同的思想结合起来。他所以能将二者结合，很重要的原因是受到霍布斯、伽桑狄的影响。他在绝对时空观和“相对时空观”结合时期的１６８４年第一次提出了绝对的和相对的时间和空间的定义。他说　：“绝对 时间是这样的，按其本身的性质与别的任何事物无关，平静地流动着。天文学家研究的就是它的时差，用它的别名称之为期间。”　而就任何可感知事物的流动和变化而言，被看作相对的时间是均匀的。这就是日、月和像公认的其他周期性天体现象那样的时间。”　他又说　：“绝对空间是这样的，按照其本身的性质和与无论什么样的其他任何事物无关，永远保持静止，像片刻时间部分的次序是不变的一样，空间的部分也是不变的。如果这些是从它们所在的地方移开的，则它们就是从其本身中移动出来的。因为时间和空间就是它们本身，并且一切东西都有地方，一切事物都处于与递次的次序有关的时间中，并处于与地点的次序有关的空间中。这些现象的本质是它们都是位置，说基本的位置被移动了是荒唐的。例如，如果一部分空间可以被某一种力移动，如果将一个相等的力施加于空间的所有部分，直至无限，则整个空间将被移动，这再次是荒唐的。而相对空间是被看作关于任何可感知事物不动的空间：我们的空气空间与地球有关。然而，事实上这些空间是通过重体下降而彼此区分的，在绝对空间中重体直接地寻找中心，但是在绝对回转的相对空间中，则偏斜到一边。”　他的“绝对”概念已经从是否经过上帝创造的含义，转变为与任一事物没有关系，时间是平静地流动着，空间则永远保持静止和 不变。按照相对论的时空随运动速度和质量大小而变的观点，牛顿的这种时空概论确实属于绝对时空观范畴。

牛顿在《原理》中没有定义时间和空间，而只是在《定义》部分的注释中做了说明。他说　：“他没有像所有的人熟知的那样，去定义时间、空间、地方和运动，因为一般的人都是从与可感知对象的关系去设想这些概念，因而产生了某些偏见，为了去掉这些偏见，将这些概念分成绝对的和相对的、真实的和表现的及数学的和通常的，更方便些。而提出绝对时空和相对时空概念，在牛顿时代是一种创建时空观上的大突破，牛顿对这四个概念做了一些说明。

他说　：“绝对的、真实的和数学的时间本身，并由于它的性质，与外部的任何事物无关而相等地流动着，它的别名称作期间。相对的、表观的和通常的时间是利用运动作为期间的某种可感知的和外部的量度，通常用它取代真实的时间，这样的量度有一小时、一天、一月和一年。”　并且“以绝对空间本身的性质而言，它与外部的任何事物无关，永远保持为同样的和不动的。相对空间是绝对空间的某种可动的大小或量度。我们的意识是由它相对物体的位置来确定绝对空间，通过把绝对空间取作不动的空间，这就是地下的、空中的和天体的空间的大小由它对地球的位置而确定。 绝对的和相对的空间的形状和大小是相同的，但是在数字上它们并不总是保持一致的。如地球运动，我们空气的空间相对于地球来说总是保持相同，它在某一时间是绝对空间中进入空气的那一部分，在另一时间将是同一绝对空间的另一部分。所以，说得绝对些，它将是连续变化的”。　牛顿将绝对时空和相对时空加以区分的准则，由１６８４年秋季的“与任一事物”是否有关，改变为与“外部的任一事物”是否有关，并把相对空间看作绝对空间中的可运动部分和量度，把相对时间看作通过运动所表示的绝对时间或期间的部分和量度。他认为相对时空和绝对时空的区别在于是否有限定时空的外在事物，也表明相对的时间和空间总是具体的，而绝对时间和空间则是从整体上讲的，并且是抽象的。他为了使人们对绝对空间有个明确的认识，也为了使时空概念在逻辑上形成一个完整的体系，必须假设在宇宙中存在一个静止的中心作为绝对空间坐标的原点。牛顿的时空观是在１８世纪前，在哥白尼的日心地动说得到确认并作为当时天文学研究的基础时，对传统的时空观进行研究后发现的。它综合了哥白尼、伽利略和开普勒等人的发现，但是决不仅仅是综合，而是凭借后来大量天文观测的新事实，运用了他发现的各种力学定律，因而有了重要的发展。但是尽管他在力学所及的范围内做了合理的推算，在 时空的本质和宇宙中心这些本原性的问题上，不可避免地受到当时科学发展水平的历史局限，而带有宗教色彩，并假设了一个宇宙中心作逻辑推理的前提。牛顿开创了运用科学的观点和方法研究时空和宇宙的先河，将猜测性的东西变为理性的，使经验性的东西科学化，为近现代天文学和天体力学的大发展奠定了基础。牛顿的绝对时空观以否定上帝创造时空为前提，并在后来提出绝对的与相对的时空相结合的观点，从摆脱神创论开始到完全将上帝排除在时空和运动过程之外为止，表现了他的坚定的唯物主义倾向。这在宗教神学在时空观上居统治地位的年代，有着重大的意义，它甚至比霍布斯和洛克的自然神论还要发达，充分表现了牛顿对科学的信仰超过了对上帝的“虔诚　”，以及他在科学上的胆识。

牛顿的时空观不能简单地说是“绝对的”。　他是把相对时空看作与绝对时空并存的。他认为通常所说的和科学上研究的时空，都是具体和相对的时空。相对的时空既然是绝对时空的一种量度，后者通过一个个前者体现出来，这里已经有了绝对真理与相对真理的辩证关系。他的时空观总体上属于绝对时空观范畴，这是因为它首先假设了宇宙中心不动和承认绝对时空的客观存在。其次，他认为时间以均等的速度流逝和空间永恒存在，它们本身是不变的，而且也不因运动、 质量等而改变，在这些意义上讲，他的时空观是绝对的。由于它在长时期内是一种“先进的时空观　”，并且易于为广大学者所接受，影响了近代科学２００多年的发展。

牛顿的时空观是当时唯一有成效的时空观：在牛顿时代及以前，先后居主导地位的是上帝创造时空和笛卡尔的物质等同于广延或空间，前者纯粹是神创论，后者则是以太说的产物；前者是迷信，后者则是哲学上的设想和科学上的假设。二者都不是以事实为依据的和理性的。

牛顿认为世界是物质的，而这些物质是运动发展变化的。这本是物质的固有属性和存在形式。牛顿经历了反对亚里士多德的运动观和批判笛卡尔的运动观的阶段。从而形成了他的绝对运动和相对运动相结合的运动观。而且发现了万有引力定律，提出了引力概念。牛顿万有引力概念的提出，既是重力概念历史发展的必然结果，也是牛顿从具体到一般进行逻辑推理和定量分析的科学研究产物。万有引力定律的发现标志着人类认识宇宙的进程发展到了一个高度的理性阶段，开创了引力理论研究的先河。

引力的本质与引力产生的原因相关。这个问题在古往今来，引发了大批自然哲学家和科学家的极大兴趣。古希腊的自然哲学家虽然从探讨自然运动的原因 方面，做了不少猜测，但是都以承认重力存在或认为重力是物体的属性、特质而止步。

牛顿在重力和引力的问题上，也试图从几个方面去解释重力的本质或产生的原因，但是，直至他发现万有引力定律之后，甚至晚年，都一无所获。他的引力的本质思想有三个明显的发展阶段，这些阶段与他的物质观发展三阶段相对应。他的引力本质思想是由他的物质组成思想决定的。在重力射线阶段的１６６４年到１６７４年，牛顿说：

“重力射线是否可以因将它们反射和折射而停止，如果是这样，以这两种方法之一，就可造成不停的运动。物体的重力随它们的因体性而变。因为一切物体在相等的时间内下降相等的空间，这必须考虑空气的阻力。”

他认为重力有如固体，会使不同重量的重体以相等的速度下降，并不像光线那样可以反射和折射。他在《磁铁的吸引》一文中，提到“磁射线　”，因为可以由磁铁能吸引装在水面上的较大的飘浮物中的铁针，了解任一磁射线的运动。他在《光问题》一文中，提到了“光射线　”，提出光射线是否可以像风吹动风车叶片那样，使一物体运动。光线可以折射和反射，磁射线可以吸引铁运动，这种类比使牛顿得出重力射线实际上是物质发射的某种原子流——射线，也具有反 射、折射和使物体运动的性质。于是，他在《重力和浮力问题》一文中说：

“引起重力的物质必定通过一个物体的所有孔隙，它必定又再升起，因为（１）或者地球的内腔必定有包含它的空穴或空腔；（２）否则这种物质必定使地球膨胀；（３）或者这种物质猛烈地将土和所有其他物体冲向中心，除非你将使它成长得像地球一样粗大。如果都加到一起则会变得像地球一样小，在那时几乎是不可能的。因为它必定下降得快而迅速，像物体落下和以很大压力冲向地球所表现的那样。它必须以与下降时不同的方式上升，否则就会有一种与它必须迫使物体落下那样类似的力，能将物体支撑起来，这样就将没有重力……下降的重力射线流将抵住上升的重力射线流，那么将它压得更紧，使它更密。所以，它将使较慢的重力射线流升起。当下降的重力射线流更加接近地球时，将会变得较浓，但是直到它找到像得利于它后面的洪流同样大小的反抗之前，不会失去它的速度……”

牛顿开始把重力的本质理解为一种射线或物质流，在以太效应阶段的１６７４年到１６８４年，随着他向以太说的妥协，不再从原子论而从以太说去寻求引力产生原因的答案，但是对于其具体机制沿袭了他在１６６４年用重力射线的解释方法。在１６８４年１ 月后，又随着他从这种妥协过程中摆脱出来加到原子论观点，又相应地开始抛弃用以太压差效应解释引力的观点，从而使他的引力本质思想进入一个新的时期。希望在未知原因阶段的１６８４年至１７２７年。牛顿的物质观在１６８４年后发生重要转变，原因是他论证了引力平方反比定律、万有引力定律和运动基本定律都是以原子论或粒子说为基础的，根本不需要以太说。以太旋涡说无法说明作用力和反作用力大小相等和方向相反，更无法说明扁椭圆的彗星轨道几乎穿过太阳系各行星的轨道面却未发生干扰现象，此外他自己和波义耳的真空实验都未证明以太存在，以及从以太旋涡理论考虑天体沿轨道运动的向心力，只能得出它指向中心天体的几何中心，而不是指向其重心或质心。由此，牛顿的物质观再次回到原子论。随之，他对引力本质的看法也与他的物质观相对应，应该再次回到重力射线观点上来，并加以改进和完善。但是，由于１６７０年在光和颜色理论问题上的争论，使牛顿对于无根据的设想和假设十分反感，自然对自己一度向以太说妥协也感到遗憾。从此开始，直至晚年，他奉行了“我不做假设”的名言。他把凡是不以实验事实和数学推理得出的想法，都称为假设，对亚里士多德的神秘的质和笛卡尔的以太说尤为反感。他不能用实验找出重力或引力的原因，在光学上更无法推导 出来，因此如果再回到重力射线说法，无异又在重大问题上做假设，违背了他立下的信条。于是，他在引力本质问题上，持十分谨慎和实事求是的态度　：“我不知道。我尚未揭示重力的原因，也未约定去说明它，因为我不能从现象了解。它不是由任何旋涡的离心力产生的，因为它不趋向一个旋涡的轴线，而趋向一个行星的中心。从现象来看，这是很肯定的，重力是既定的，并按照上述与距离成比例所描述的定律，作用在一切物体上，这对于行星和彗星的运动是足够了。虽然从现象中尚不可能了解这个定律的原因，它却是一个自然定律。因为我避免假设，不论是形而上学的、物理的、机械的还是神秘的质的。它们都是有害的，并且都不会产生科学。”　他还再强调说：

“迄今为止，我们已经解释了天空中的现象……提供了那些远日点是不变的，并且最终原因不是把物体推向旋涡轴线，而是推向太阳和各行星的中心，在距中心相等的距离上，作用到处相等。的确，我从现象不能发现这些性质的原因。因为我避免假设，不论是机械的还是神秘的质。它们都是有害的，并且都不会产生科学。只要重力实际上存在，按照我们已经阐述的定律作用，并且对于说明一切天体和我们的海洋有用，就足够了。”　他还说　：“迄今为止，我们已经用重力说明了天空和我们的海洋，但是我们尚未确定 这种力的原因……至今我还不能由现象发现策略性质的原因，并且我不做假设，因为凡是从现象导出的东西都称为假设，不论是形而上学的还是物理的，是神秘的还是机械的质，在实验哲学上是没有地位的……对我们而言。重力实际上存在，并按我们已经阐述的定律作用，而且对于我们说明天体和我们的海洋极其有用，足够了。”　他无法从现象上发现引力的原因，他又不愿做空洞的假设，因而始终没有给出力的本质的定义。在他从１６８４年１１月起直至去世，他对于引力的本质或产生的原因一直持不了解的态度，甚至说“将其原因留给后人去发现”。　即使在笛卡尔—惠更斯学派的后继人和莱布尼茨等一再反对时，他仍然能坚持谨慎的科学态度，回答仍然是“我不了解”和“留给后人去发现　”，这是很可贵的。

牛顿的上帝观伴随着他的宗教信仰和科学思想，是他的科学观和世界观的一部分。

牛顿极大地影响了近代科学、科学哲学和哲学的发展。他的上帝观也有着鲜明的时代特点，可分为科学上的和宗教上的上帝观两个方面。他在科学上的上帝观是探讨他的科学观和科学思想的核心之一。他首先是激进的自然神论者。他把一切自然现象归之于自然的规律所形成的，他主张本原的时空和物质是客观存在的，与上帝共存。在他的科学生涯刚开始不久， 就有了上帝与空间共存的物质先于上帝创世的思想萌芽。他说　：“……因为广延不是创造的，而是永远存在的，并且因为我们有一个与上帝无任何关系的绝对广延观　”，　“　因为广延是永恒的、无限的、非创造的……”和“上帝并不明显地包含广延于其中，因而不能创造它”。　此外，对于时间，他也认为它是永恒均匀流着和像空间一样，是非创造的。关于物质，他认为“物质之量，星体数目和其他一切东西是不确定的，一旦创造了宇宙，它们就被确定了”。　直到１６６８年，牛顿已经明确地认为时间、空间和物质都不是上帝创造的，因而在最终原因上，表现出质强的摆脱神创论的倾向。他只是把物质怎样形成原子、心灵的宇宙归之于上帝的创造。在这些观点上，他比一般的自然神论前进了一步，唯物的倾向比较明显。

最后他从科学上探讨了上帝的实质和作用　。　在《原理》发表后受到宗教界及其在科学界的卫道士的攻击时，他说　：“上帝是一个代名词，与他的仆人有关……一个人要证明有一个完美的神，却未同时证明他就是造物主或万物的创造者，则就尚未证明上帝的存在。一个永恒的、无限的、全智的和最完美的却无支配权的神，不是上帝，而是自然上帝的神性，最好不由抽象的概念，而由现象，由它们的最终原因来证明。”　他认为教会和神学家们一直在试图从抽象的概 念证明上帝的存在，却都未能做到。他认为这只能由现象和最终原因来证明，可是所有人却未能证明，而人们已经证明了的，不是上帝，而是自然。他又说：

“我们有什么样的上帝实体的思想呢，我们知道他只靠他的最大明智、事物的精美设计和最终原因，我们因为他的完美而崇拜他。但是，我们因为他的支配权才敬重他和爱慕他，因为我们作为他的仆人才爱慕他。并且，一个没有支配权、神意和最终原因的神，只能是命运和自然。”

“我们对上帝的一切想法，来自模拟人类的方法，虽不完全，却有些相像。于是，关于上帝的很多事情是从事物的表象去讨论的，肯定属于自然哲学的范畴。”

牛顿提出了从自然科学上研究和论证上帝是否存在的问题。波义耳临死时留下５０英镑作为从科学上论证上帝存在的讲座基金，而牛顿则实际上在为把上帝看作他尚不了解的自然开辟道路，甚至一针见血地指出上帝的名字和形象不过是人构思出来的。他的科学精神和唯物主义观点，与他头脑中的宗教信仰残余和宗教界及其科学界的卫道士们的压力形成尖锐的矛盾。这个矛盾的激化和由此出现的巨大压力，迫使他用神学上的名词掩盖他试图进一步摆脱神创论的实质。“上帝”只不过是他尚未了解的自然。

牛顿一生进行科学探索，不仅在科学上成功地应 用了归纳法和归纳与演绎相结合的方法，而且在近代科学史上系统地应用公理系统于科学著作之中，将分析和综合、实验和理论巧妙地结合起来

他还是科学实验——归纳法的开山鼻祖。牛顿的力学建立在原子论、绝对时空与相对时空相结合及欧几米德几何的基础上。其方法论基本上是传统的形式逻辑和因果论。它在这些观念占统治地位的２００年间，被普遍认为是正确的，因而取得了公认和发展。但是，进入１９世纪后，在光的本质和微观领域的科学新发现上，不断出现例外的实验现象。由点滴的不足，逐步出现一系列的反常现象，后来甚至在磁场、电磁波、电磁质量、长度收缩和质量因放射性而亏损等等问题上，用牛顿力学无法得到解释，因此暴露了牛顿力学的局限性。但是，丝毫不影响牛顿作为科学巨匠在历史上的地位和作用。