基本相互作用
万有引力是第一种被数学理论描述的相互作用。在古代，亚里士多德建立了具有不同质量的物体是以不同的速度下落的理论。到了科学革命时期，伽利略·伽利莱用试验推翻了这个理论－如果忽略空气阻力，那么所有的物体都会以相同的速度落向地面。艾萨克·牛顿据传说看到蘋果掉落時發現地心引力，進而引伸出万有引力定律（1687年），是一个用来描述通常重力行为非常好的近似。在1915年，阿尔伯特·爱因斯坦完成了广义相对论，将重力用另一種方式描述－时空几何，並指出重力是空間與時間彎曲的一種結果。
自然哲学的数学原理
在“总释”中，牛顿写下了他的一句名言：“我不做假设。”（'Hypotheses non fingo'）,以此反击第一版《原理》所遭致的批评。当时的人们认为牛顿提出的超距作用的万有引力在科学中引入了不可知力。牛顿反对这些批评，并认为实际的观测结果已经证明了万有引力的存在但没有显示这些力的来源。而且他拒绝对这个力的起因提出假设，因为这样的假设“在实验科学中并没有存在的意义”。他认为实验科学应当“从现象推出具体结论并通过归纳法推广到一般情况”。