时间和空间是物质固有的一种存在形式，即时间是物质运动的延续性、间断性与顺序性，其主要的特征就是具有一维性，即不可逆性;而空间则是一个物质的广延性与伸张性状态，是一切物质的系统内各个要素之间相互共同存在和相互作用的唯一标志。
时间、空间与运动之中的物质相互作用且不可分离。
时间、空间
在我们现代理论物理的科学上，关于时间和空间的这两大物理学概念分别是来自于伽利略和牛顿这两个伟大的科学家之手。当然在此之前，古希腊时期的亚里士多德也曾说过：“物体的自然状态是静止的，并且只存在于受到力或者是冲击作用时才有的运动。这样，那些较重的物体会比那些较轻的物体下落的时间要更快，因为较重的物体受到更大的力因而被拉向了地球。”
同样他还说过：“人们的纯粹思维可以找到制约宇宙的定律，而不须用观测去检验这些。”
伽利略这样说道反映出了其并不相信亚里士多德的说法和观点。据近代历史的资料记载，伽利略曾在意大利的比萨斜塔上进行过一个著名的实验，即他将两颗不同质量的大小铁球同时从塔上丢下，从而最终得到了一个结果却是这两颗质量不同的大小铁球却同时着地。经过这次实验后，伽利略便得出了一个非常著名的结论，那就是他认为不管物质的质量是多少，其自身的速度增加的速率是一样的。
比萨斜塔
当然，一个铅球要比起一片羽毛下降的速度更快，那是因为由于空气的环境存在对羽毛的施加了阻力所造成的。而在现代时期，一位著名的美国宇航员大卫斯高特曾在月球的表面上，进行过与伽利略类似的一次自由落体实验的活动，他也将不同质量的羽毛和铅球放在月球上进行丢落，结果发现了月球的表面上因为没有空气的环境阻碍，使得这两个不同质量的物质个体竟同时落到了月球的表面上。
在历史上，伽利略的测量实验曾被牛顿等人当做是一个引力运动定律的基础。在当时的《自然哲学的数学原理》文中，牛顿曾以公理的形式向人们提出了物质运动的三大定律，同时他还发现了“万有引力”的定律，即任何两个物质的个体都相互吸引，其引力的大小与每个物质的个体之间的质量都成正比。
“如果其中的一个物质个体的质量加倍，那么这两个相互吸引的物质个体间的引力也会加倍。”
万有引力
因而在牛顿的这个定律中，牛顿曾经还说过物质的个体之间相互吸引的距离越远，那么他们之间的相互作用就会越小。因此牛顿所提出来的这个定律精确地预言到了我们地球和月球，以及包括太阳系之中所有的其他宇宙天体之间的运行轨道。
在牛顿的这个“万有引力”的理论框架之中，牛顿则以注释的方式阐明了他本人对时间、空间以及物质运动的主要思想和观点。
牛顿认为时间是“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性在均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着，它又可被称之为‘期间’;而相对的、表观的和通常的时间，就是‘期间’的一种可感觉的、外部的或者精确到、或者是变化着的一个量度，人们通常就用这种量度，比如小时、日、月、年来表示真正意义上的时间。”
牛顿
而牛顿对于空间的看法则是“绝对的空间，就其本性而言，它与外界任何事物无关且永远是相同的和不动的。相对的空间是绝对空间的某一可动部分或者是其量度，它通过对其他物体位置的存在而为我们的感觉所指示出来，并通常把它们当做一个不动空间来看。”
对于物质的运动，牛顿对其的理解是“绝对的运动是某一个物体从某一绝对的处所向另一个绝对的处所进行的移动。
在牛顿的“万有引力”理论中，他认为时间是独立于其他万物而存在，而时间的存在形态仿佛就像是在两个不同的方向上进行了一个无限延伸的铁轨一样。
在近代欧洲文艺复兴时期，牛顿的这个理论让当时的几何与艺术实现了有机的结合，特别是透视法的使用，让当时的人们对制作测量观测的仪器越来越感兴趣。1525年间，著名的科学家丢勒编撰了一部《测量论》的书横空出世，在这部书中他详细的论述了关于三维立体图形的正面图与正视图的结构组成，从而大大地推动了当时的欧洲建筑学与工程学的发展。
欧洲城市建筑
对于牛顿的“万有引力”其他的理论方面，我们将其称作是一个经典力学的黄金时代，即“古典力学”时期。
牛顿的“万有引力”是力学理论中的一种，这个理论以牛顿三大运动定律为基础，是我们对宏观世界与低速状态下的物质运动进行研究的规律之一，所以我们又将这个理论称之为“牛顿力学”。
“宏观”是相对于原子等微观领域的粒子而言的，“低速”则是相对于光速运动而言的。
机械运动
当然，还有一种运动就是“机械运动”，这个物质的运动是当今自然界里所有运动的基本形式。机械运动亦即为“力学运动”，是自然界中一个物质的个体在时间、空间之中相对的位置变化上，产生了一系列包括移动、转动、流动、振动、波动、变形以及扩散等形式的运动形态。
而除此之外，物质的个体运动还包括了其他领域的运动形态，比如热运动、电磁运动、原子和其内部的物质运动及其他物质的化学运动等。
“力”就是物质之间的一种相互作用，机械的运动状态变化也是由这种相互作用而引起的。那些静止和运动状态下不变的物质，则意味着各自的作用力是某种意义上的力量平衡。因此，“力学”可以说是一种“力”与机械之间的唯美运动科学。
地月之间的引力环境
“运动”是一个多义词，它在现代物理学上来讲就是一个物质的运动与物质自身所存在的位置而产生的一个变化的过程。当人们骑着车子进行游玩时，那这个人与车子之间对地面或者是身边的参照物都有了一个相对位置上的不同变化，这个物质的位置变化则被称之为“机械运动”。
“力学”是一个物理学当中发展最早的理论科学，它的存在对我们人类的日常生活息息相关。
在几千年前的古代时期，当时的人们就在生产劳动中应用了杠杆、螺旋、轮滑以及斜面等最为简单初始的机械运动模式，从而促进了当时人类文明的发展。
古埃及文明
古希腊时期，“力学”的理论就已经开始形成了比重和重心的力学概念，并且还出现了一个“杠杆原理”的理论观点。而当时的阿基米德，便就是于公元前200多年前提出来一个名叫“浮力的原理”理论，虽然这个概念尚属于早期的“力学”理论萌芽状态，但也为后世的“力学”理论发展打下了一个坚实的基础。
16世纪以后，由于人类在航海、战争以及工业化大生产上的需要，早期“力学”的研究便得到了极大的推动和重大的发展。例如钟表工业的发展促进了“力学”匀速运动的理论出现，水磨机械的作用促进了摩擦与齿轮之间相互传动的研究，而近代的火炮应用也极大的推动了弹道抛射线的物理测绘研究。
而在著名的天文学领域里，宇宙天体运行的规律则为“力学”机械运动提供了一个最为单纯、最为直接以及最为精确的研究方向，即使得当时的人们排除了地球大气环境的干扰，对宇宙天体的运动规律得到了最初步的观测和认识。
天文观测
此后天文学的发展便为“力学”找到了一个最为理想的实践舞台。
当然，天文学的大发展也促进了航海事业的进步。16至17世纪时期，欧洲资本主义的生产方式开始逐步兴起，资本家们对海外的贸易和殖民地的扩张刺激了近代航海事业的前进，他们因此便提出了对天文科学做出更多系统性观测的研究要求。
而近代的一位著名科学家第谷便顺应了这一时代的潮流，以毕生的精力去收集了大量的天文观测的研究资料，为后世开普勒的天文学研究做好了充足的准备，而开普勒本人则分别于1609年和1619年之间先后提出了宇宙天体运行的三大定律，即为开普勒三大行星运动的基本定律。
与此同时，当时以伽利略为首的物理学家们则对“力学”的研究展开了广泛的探索，并在之后得出了自由落体运动的科学定律。
伽利略
为此伽利略专门发表了两部《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》以及《关于力学与运动两种新科学的对话》的理论著作，为现代“力学”的发展奠定了新的思想基础。
随后，后世的牛顿则根据伽利略的理论把天体运行的规律与地球上的实验研究成果加以相互结合，从而进一步得出了一系列新的“力学”理论的基本规律，建立起了以牛顿三大运动定律和“万有引力”理论为主的科学学说。
牛顿通过自己所建立起来的“力学”体系经过了当时的科学家伯努利、拉格朗日以及达朗贝尔等人的推广后，迅速形成了一个系统性完善的现代“力学”理论体系，并取得了近代时期以来广泛的科技应用，极大的推动了当时的物理学流体力学、弹性力学以及分析力学的研究和进步。
到了18世纪以后，经典力学的理论体系应用已经到了相当成熟的地步，并逐步的向现代时期的“力学”理论演化成为了一个自然科学中最为领先和主导的理论科学。
对于伽利略和牛顿的丰功伟绩，对我们现代物理科学的发展起到了不可估量的影响，他们把人类科学的思维与实验研究的手段正确的结合在一起，为后世的“力学”研究开辟了一个正确的发展路径。