Անտիկ և նախագալիլեյյան ժամանակաշրջաններում ֆիզիկան, որպես գիտություն, արդեն որոշակիորեն ձևավորված էր, սակայն՝ կցկտուր տվյալների տեսքով, որոնք անհրաժեշտ էր միավորել ու տալ գիտության ընդհանուր գծապատկերը։ Դա տեղի է ունենում գալիլեյյան ժամանակաշրջանում և հանգեցնում է Նյուտոնի 3 կարևորագույն օրենքների ձևակերպմանը։
Գալիլեյյան ժամանակաշրջանում մոտակա տիեզերքը և այդտեղ մարմինների շարժումը նկարագրող մի քանի մոտեցում կար՝
1․ Պտղոմեոսի կողմից առաջարկած գեոցենտրիկ համակարգը, ըստ որի՝ տիեզերքի կենտրոնում գտնվում է Երկիրը, որի շուրջ էլ պտտվում են մյուս երկնային մարմինները։ Դարեր շարունակ սա համարվում էր միակ ճիշտ մոդելը, քանի որ երկրագնդի վրա գտնվող հետազոտողի համար ամեն ինչ իսկապես պտտվում էր Երկրի շուրջ․ ինքը՝ հետազոտողը, երկրագնդի շարժումը չէր կարողանում ֆիքսել։ Սա թե՛ համապատասխանում էր Արիստոտելի գաղափարախոսությանը, ըստ որի՝ իրական է միայն այն, ինչ մենք տեսնում ենք, զգում ենք, կարող ենք ինչ-որ առումով չափել, թե՛ արժանանում էր եկեղեցու հավանությանը։
2․ Կոպեռնիկոսի (հույն աստղագետ Արիստարքոս Սամոսեցու աշխատության վրա հիմնված) կողմից առաջարկված հելիոցենտրիկ համակարգը, ըստ որի՝ կենտրոնում գտնվում է արեգակը, որի շուրջ էլ պտտվում է երկրագունդը։ Արիստարքոսը հարց էր բարձրացնում՝ ինչու՞ պետք է չափազանց հզոր, մեծ չափսերի և զանգվածի մարմինը պտտվի փոքր երկրագնդի շուրջ։ Միգուցե սա լոկ մեր հաշվարկի համակարգի՞ հետևանքն է։
Հենց սրա վրա էլ կենտրոնանում է Գալիլեյը և իր առջև խնդիր է դնում հասկանալու, թե ինչ նշանակություն ունի դիտորդի, այսինքն՝ հաշվարկի համակարգի դերը, քանի որ հասկանում էր, որ այդ մոդելների բախումը պայմանավորված է նախևառաջ այն հանգամանքով, թե որ համակարգում ենք մենք դիտարկում տիեզերքի կառուցվածքը։ Հետևաբար մեկ մարմնի շարժման մասին խոսելիս պարտադիր կերպով պետք է տալ մեկ այլ մարմին, որի նկատմամբ այդ շարժումն ուսումնասիրվում է։ Գալիլեյը տարանջատում է շարժման երկու տեսակ՝ հավասարաչափ, երբ մարմինը չի փոխում իր արագությունը՝ մոդուլն ու ուղղությունը, և արագացումով։
Սրա վրա հիմնվելով՝ նա մի քանի մտովի փորձ է իրականացնում բացահայտելու համար, թե
1․ Ինչպես կարելի է պարզ օրինակի միջոցով նկարագրել իներցիայով շարժումը, այսինքն՝ մարմնի շարժումը, երբ նրա վրա որևիցե ազդեցություն չկա կամ այդ ազդեցությունները միմյանց կոմպենսացնում են (սայլակի և թեք հարթակի օրինակը)
2․ Ինչ է արագացումը (ճոճանակի օրինակը, անօդ տարածության մեջ մարմինների անկման օրինակը)
Այս էքսպերիմենտները հանգեցնում են մարմինների՝ միևնույն ժամանակում անկման օրենքի հայտնագործմանը և Նյուտոնին դրդում այն գաղափարին, որ ֆիզիկական երևույթը նկարագրելուց առաջ պետք է տալ այն համակարգը, որի միջոցով այդ երևույթներն ուսումնասիրվում են, ինչն էլ հետագայում ձևակերպվեց Նյուտոնի առաջին օրենքում։
