那么，月球运动的原因是什么呢？对于月球，要实现其圆周运动，不使它沿切线方向飞离，也需要一个能时时修正其运动方向的因素。是宇宙中的涡漩推动的吗？牛顿明白并不是这样的。坐在自己家的果园里思考问题的牛顿，注视着掉落在他面前的苹果。苹果和地球上其他物体一样，都随着地球在宇宙中高速地旋转着。那么为什么苹果不会有往外飞的，而是纷纷向下掉落在了地面呢？虽然牛顿并不是一下子就明白了万有引力，但是，苹果的确给了他很大的启示。
苹果是普通的苹果，苹果掉落地面，月球绕着地球运转，牛顿很自然地想到引起苹果下坠的力充当了让月球脱离直线轨道这个因素。如果这力能延伸到月球轨道，那么月球也会像苹果一样落向地心。如果月球下落的距离恰为地球表面的弯曲所抵消，月球就既不会飞离地球，也不会落向地球，而能始终和地面保持相等的距离，即在一个环绕地球的圆形轨道上运行。这正是我们所熟知的现象。
月球和苹果同时存在，牛顿却能在一棵苹果树下将思想延伸到广阔的宇宙。他进一步分析指出：既然月球绕地运行的周期是已知的，那么利用月球到地球的距离，可以算出月球在其轨道上运行的线速度。这个速度引起的月球脱离圆形轨道沿切线方向飞离地球的“倾向”，也可以通过计算得出。既然上文要求这种倾向应当恰恰被月球的“下落”所抵消，那么引起苹果下落的重力延伸到月球轨道时想必恰恰等于上述离心倾向。假定重力是按距离的平方反比规律变化的，它延伸到月球轨道时的大小也就能通过计算得出。如果这一结果恰与月球的离心倾向相合，则月球的运动就得到了定量的说明。
牛顿的解释方案与亚里士多德基于“天体运动的完全美和永恒”的哲学以及笛卡尔的涡旋学说相比，有一个明显的长处，即他的理论是数学化的，从而可以利用数学进行推理，而结果也可以利用观测和实验来检验。我们如果细看牛顿的说法，就可以知道要完成他的验证，首先要算出月球脱离地球的“倾向”，即我们现在所谓的离心力，然后要能证明重力是按平方反比的规律起作用的。
这可是很麻烦的事情，要算出月球飞离地球的倾向即月球的离心力，必须知道月球绕地球一周的时间和月球到地球的距离；要根据平方反比定律算出延伸到月球轨道上的重力的大小，则必须知道地球表面的重力，即我们今天所谓的重力加速度和月球到地球的距离。
这个现在我们看来也挺麻烦的问题，对牛顿来说也是很困难的。其实，他并不知道要用什么计算方法，但是他发现用一些方法可以得到相近的答案。不过，我们现在利用牛顿当年可能采用的那些经验数据，按新的思路重作计算，结果似乎并不是牛顿所说的“差不多密合”。当然，这涉及很多的因素。
首先，当时的计量单位很不准确，而且，不同单位间的换算也没有统一的标准。其次，要真正用月球与地球检验来验证万有引力定律，除了当时的数据尚不准确，尤其是地球半径值严重偏小外，还有一系列的理论问题。当时牛顿把地球和月球均当做一个数学点处理，这一做法的合理性的严格证明还要再等将近二十年才最终完成。此外，按照当时的物理学，碰撞是唯一的可以想象的力的作用。因此，要假定引力能延伸到月球轨道，必须对力的本质有所说明。我们可以看到，牛顿为此还要再努力十几年。
事实上，理论和估算两方面所反映出的这么多的问题，甚至使牛顿考虑过引力之外其他因素作用的可能。牛顿在这些问题中所遭遇到的复杂和艰难，终于迫使他暂时放开了引力和天体运动问题，而转向了对其他问题的研究。
要把力的作用延伸到月球轨道上去，仅仅破除亚里士多德和笛卡尔的观念还是不够的。1666年夏天，牛顿在苹果树下徘徊时，考虑得更多的恐怕不是如何摧毁这两位大师的体系，而是如何建立与之抗衡和竞争的新体系。
在牛顿的研究过程中，他为运动给出了自己的定义，他说：物体离开一个地方或空间的一个部分，通过中间的空间而进入另一个地方，就是运动。
之后他又给出了运动的平行四边形相加法则，以及我们今天称为刚体的物体运动和转动，以及两个转动运动的相加。对于旋转的物体，牛顿注意到：“每一物体保持相同的圆周运动的量和速度，除非有别的物体阻碍它。而且，它们还保持相同的旋转轴线。”除了关于运动的定义外，牛顿还对运动进行了比较直观的描述性的解释。但是如果要把这些真正深入下去，他还必须回到哲学上来。如此一来，他就要对笛卡尔的理论进行猛烈批判。
对笛卡尔了然于心的牛顿，认为笛卡尔的理论是“荒谬的”，不仅推论混乱，而且也不合于事实。但是，他要摧毁笛卡尔也不是这么简单的。首先是空间的问题。既然要排除笛卡尔的无所不在的以太，既然要否定亚里士多德的“月上”和“月下”的分界，那就必须回答，你所说的“延展”是什么意思，你所说的“运动”和“方向”又是什么意思。对于笛卡尔来说，“延展”就是依次通过无数个涡漩，“运动”就是运动物体穿过那无所不在的以太的海洋，改换它们的相对位置。对于亚里士多德来说，“方向”就是指向地心的——万物自然奔赴的方向，或者和地心相反——指向苍穹的方向，上下说明清楚了，万物才有次序。它们可以向上运动，也可以向下运动，或者向别的方向运动，而这一方向可以很容易地通过“上”或“下”的比较描写出来。现在的问题是，如何重新定义这些本来对任何人说来都不需要定义的东西呢？
空间的问题一直困扰着牛顿。其实，如果我们从直觉考察，“空间”并不是一个困难的概念，譬如说在一间一无所有的极大的房间，这就是空间很好的样板。但是牛顿很快就想到，这个空房间给出的空间样式正是亚里士多德或笛卡尔所谈论的空间，它的存在是靠“房间”的存在来保证的。有了这样一个有上下左右四四方方的房间样式，我们才有一个安全的可以想象的“空间”可言。你或者可以想象，这房间不断地伸展，变得越来越大。但如果抛弃房间的概念，你怎么想象一无所有的虚空在延伸，你怎么能谈论一无所有的虚空的种种性质呢？
而牛顿所要的，是一个不依赖物体而存在，自己是自己的原因的空间。这就有些麻烦，而要讨论虚空则更让人头疼。正如牛顿自己所说：关于虚空本来应该没有什么可以说的，更不必谈虚空的性质，可是我们对延展却真的有格外清晰的观念，所谓的延展就是抽掉物体的样式和性质，而只剩下空间在长宽高各方向上均匀地无限地伸展出去……
大师毕竟是大师，牛顿的话真的很难理解，那么让我们回到刚刚的大房子的空间中来。在笛卡尔哲学中，所谓空间，完全依赖于“房间”这样一个宝物。在这个房间的墙角、墙和墙以及墙和地板相交，形成一条相互垂直的线，分别是这房间的长宽高的度量。但是，如果墙面和地板慢慢消去，剩下来的就只有三条相互垂直的线，这标志着一个一无所有的虚空。牛顿自己都承认，这样无限的虚空是很难想象的。上面的说法只是便于想象而已，而且从本质上说，这种比拟并没有真正摆脱笛卡尔的“依赖于物体”的前提。事实上，空间是至大无外的，为了真正建立起这样的概念，牛顿只能采用从部分定义整体的办法。他说：所谓空间是可以分割为部分的，而这些部分的交结部分就是“面”；面又是可以分割的，两个面的交结就是“线”；再把线分割成两段，其交结部分就是“点”。线和面都可以无限地延伸，空间于是展现为无限的。
我们可以理解这种无限的延展，那么我们也能理解，一定还有比我们所能想象的更大的延展存在。因此牛顿是完全批判笛卡尔否定无限的论述。牛顿认为，笛卡尔之所以否认空间的无限性，是因为他无法把这种无限性同上帝的无限完美协调起来。牛顿认为这不是个问题，因为无限只有被赋予完美的事物时才是无限完美。牛顿关于空间的无限性的论述的重要之处在于，这种无限性是空间的一系列性质的基础。空间是无限的，所以空间是真正静止的，于是牛顿为所有的运动找到了一个最终的绝对的参照物。可是空间又是所有事物存在的场所，事物在其中延续，因此空间本身是永恒的。牛顿认为，我们所看见的，正是上帝的完美永恒和无所不在。
那么“存在”是什么呢？这又是一个让牛顿头疼的问题，但是不解释存在，他就无法解释清楚他的体系，他的力。因此，牛顿说：存在就是“不比物体更不实在的东西，或者它们还可以被叫做实物”。
有了空间，有了物体以后，牛顿转向了“力”的概念。和空间的概念相比，力的概念要困难得多了。在这里，牛顿遭遇的困难更是前所未有，这可以从他的用语中清楚地看出来。
力是运动和静止的决定性的因素。有产生或消灭或改变有些物体运动的外力，也有内因，物体已有的运动或静止因之得以保存，物体得以继续保持其状态，抗拒阻力。
多么晦涩难懂的表述，在这里，牛顿又很明显地采用了亚里士多德的运动的冲量概念来解释运动。这些定义的晦涩拗口，用词的任意含混，各个不同的哲学体系中的术语在不同的意义上的夹杂使用，也许这正是牛顿在艰难地摸索着、爬行着。他还徘徊在亚里士多德、中世纪以及笛卡尔的概念的阴影中。也许我们还要再等一两年，才有机会看见按平方反比定律并且不需要任何媒介就能起作用的力的概念出现在牛顿的手稿里。