对quot;运动的自然原因quot;进行了探讨和研究（3：20）。该书是一部相当激进的纲领，激进到要用天体的致动作用来说明行星的运动，若想了解其激进程度只需注意：在这方面，开普勒可谓是前无古人，且在当时又无知音。甚至伟大的伽利略也不曾构想过天体力学这样一种导致运动的动力体系。难怪亚历山大·科伊雷（1961，166）激动地写道，quot;开普勒著作的标题所表明的不是征兆而是一场革命。quot;

    开普勒的天文学，完全是根据这一学科的目的、方法和基本原理对它进行的一次全面的重建。在开普勒以前，天文学家的目标纯粹是摄影式的，也就是说，他们的目的是要创建一种（以一个圆套一个圆为基础的）天体几何学，这种几何学给出的行星的位置是与观察相一致的。开普勒要找出运动真正的物理原因，亦即运动的理由，而不仅仅是去发明或完善几何系统。因为他认为，太阳是这里所说的动力的中心，太阳肯定位于宇宙的中心。因此，真正的太阳——而不是哥白尼的quot;平太阳quot;——位于所有行星轨道平面共同的交叉点。

    至于方法，开普勒所关心的是，在对轨道、对匀速运动等等完全没有任何随意的或有限制力的限定的情况下，借用数学来找出由太阳的作用力所致的实际的行星轨道的曲线（大小、形状、方向）。经过一番辛苦的努力他发现，每一颗行星都是在呈椭圆形的、简单凸曲线的轨道上运动。对大多数行星而言（水星除外），其椭圆形轨道的形状与纯圆形相差不大，但是，太阳并非位处中心，甚至不是处在接近中心的位置上；情况很像是这样，有一个圆形轨道（或者说，准圆形的椭圆轨道），而太阳明显地不在它的中心上（或者说是偏离中心的）。开普勒还发现，行星沿着椭圆轨道的运动，并非是匀速的，而是直接与面积定律相吻合的。这个定律同时解释了为什么每个行星在近比点（或在靠近太阳的轨道上）运动得很快，而在远日点（远离太阳的地方）却运动得很慢。

    开普勒的天文学就是一种与其物体概念直接相关的力的天体物理学，这种力的天体物理学是以一组新的运动原理为基础的。在他看来，一个行星或行星的卫星（quot;卫星这个词是他引入天文学的），或者，某一物理客体，像是一块没有生命的大石头；它本身没有什么内在的或能动的力。由于具有这种情性（开普勒称它为quot;惯性quot;），这种物体既不能自己使自己运动起来，也不能保持自己的运动。要想运动，这种物体就需要有一个推动作用。显然，由于这种被动性或惰性，无论何时何地，一旦动力消失或不再起作用，物体必然会停止运动。对于双世纪的读者来讲，这似乎不是什么激进的结论，但它与2000年来受亚里士多德思想制约的科学和哲学的观点却是针锋相对的；按照亚里土多德的思想，一个物体，只有在它到达了它的quot;自然位置对才会停止运动。这种自然位置学说假定了一种等级制空间，在其中，重的物体quot;自然而然quot;会向下面的一个中心运动，而轻的物体则向上运动。天国中物体运动的空间不同于quot;尘世quot;中物体运动或静止的空间，这是因为，这类物体在自然界中的等级不同而且它们的终极构成也不同。显而易见，像开普勒这样一个信奉哥白尼学说的人，既已采纳了地动说观点，那就必须放弃自然位置信条以及与之相关的等级空间学说。开普勒提出了以下新的基本原理：空间是各向同性的，空间是不分等级的，并不存在什么自然位置，而且，物质是惰性的。在提出新的原理时，他揭示出了哥白尼思想所暗示的东西，即地球本身以及月球和其它行星都属于同一物理学的研究范畴。开普勒关于惯性、力以及运动的物理学原理，暗示着亚里土多德宇宙学的终结和牛顿科学时代的即将来