В основу своих исследований Ньютон положил "три основных закона движения" (иначе - три "аксиомы"). Первый - "принцип инерции, второй -. "принцип действия сил" и третий -"принцип равенства действия и противодействия". Долгие два десятилетия обдумывал Ньютон основные положения своего будущего труда. В самом начале научного пути Исаака Ньютона в Англии вспыхнула страшная чума, уносившая в могилу тысячи. Спасаясь от чумы, люди покидали города. Ньютон получил вынужденный двухлетний отпуск - он поехал в родную деревню. Здесь, в Вулсторпе, ученый испытал небывалый творческий подъем. Наряду с другими вопросами он стал заниматься тяготением, о чем неоднократно упоминал впоследствии в письмах и записях. Вот одна из них: "В том же году я начал думать о тяготении, простирающимся до орбиты Луны. Из правила Кеплера... я вывел, что силы удерживающие планеты на их орбитах, должны быть в обратном отношении квадратов их расстояний. Отсюда я сравнил силу, требующуюся для удержания Луны на ее орбите, с силой тяжести на поверхности Земли и нашел, что они почти отвечают друг другу. Все это происходило в два чумных года ,1665 и 1666, ибо в это время я был в расцвете моих изобретательских сил и думал о математике и философии больше, чем когда-либо после".
Вернувшись в Кебридж,молодой ученый, однако, не торопился сообщить миру о своих открытиях и догатках, он про должал читать лекции, производил оптические и химические опыты. Вместе с тем продолжалась упорная работа, о которой никто не подозревал.
О законе всемирного тяготения мир узнал только через двадцать лет: так высока была требовательность Ньютона к точности и безошибочности своих утверждений. О жизни и работе Ньютона в годы, когда создавалась великая книга, рассказывал его секретарь Гэмфри: "Он был занят работой постоянно. Он не позволял себе ни отдыха, ни спорта, ни прогулок. Он никогда не ездил верхом. Он считал потерянным каждый час, если тот не был посвящен научным занятиям. Редко выходил он из своей комнаты, где день за днем занимался математическими расчетами и теоретическими выкладками. Он так увлекался работой, что забывал обедать. Когда же ему несколько раз напоминали об этом, Ньютон стоя съедал несколько кусков и молча возвращался к прерванным вычислениям. Осенью и весной он, кроме того, много времени проводил в химической лаборатории. На сон ему оставалось всего 4-5 часов в сутки".
Большую роль в издании "Начал" сыграл близкий друг Ньютона Эдмунд Галлей. Он, по свидетельству самого Ньютона, "не только правил типографские корректуры и озаботился изготовлением рисунков, но даже по его лишь настояниям я приступил и к самому изданию. Получив от меня доказательства вида орбит небесных тел, он непрестанно настаивал, чтобы я сообщил их Королевскому обществу, которое затем своим благосклонным вниманием и заботливостью заставило меня подумать о выпуске их в свет". В этом высказывании дан лишь набросок событий, которые связаны с выходом одной из наиболее замечательных в истории человечества книг.
...Летом 1684 г. в одной из кофеен Лондона встретились Гук, Галлей и архитектор Рен. Разговор шел о причине эллиптического движения планет, о том, что Галлей не может решить эту задачу. Самоуверенный Гук не мог дать вразумительного ответа. Архитектор Рен, который также изучал движение светил, предложил даже премию тому, кто найдет решение... Оставалось обратиться к всеведущему Ньютону, что Галлей и сделал, отправившись в августе в Кембридж. На его вопрос Ньютон ответил, что доказательство им уже закончено. Более того, Галлей увидел рукопись "Теория движения" (она составила потом основу первых двух книг "Начал"). Уступая настойчивым просьбам Галлея, Ньютон дал ему копию рукописи.
Ознакомившись с нею, Галлей пришел в восторг и вскоре доложил Королевскому обществу, что Ньютон собирается прислать очень важный мемуар. В феврале рукопись поступила в Общество, но не для печати, а для регистрации (она не была даже опубликована в журнале - таково было желание Ньютона). Только через год представил ученый первую часть труда. Все это время Ньютон напряженно и сосредоточенно работал над книгой.
В протоколах заседания Королевского общества записано: "28 апреля 1686 года д р Винцент передал манускрипт Ньютона под заглавием "Математические начала натуральной философии", где дается математическое доказательство гипотезы Коперника в том виде, как она была предложена Кеплером, и все небесные движения объясняются на основании единственного предположения о тяготении к центру Солнца, обратно пропорционально квадрату расстояния".