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01
牛顿的降生
在英国，有一个叫格兰瑟姆的小镇。它的名字流传百年，并将继续被人们永久铭刻，因为它是牛顿的故乡。
艾萨克·牛顿出生在伍尔索普的一个庄园中。在牛顿出生的前三个月，他的父亲就被肺炎夺去了生命。
大抵是因为悲伤过分，还没到预产期，母亲汉娜就提宿世下了牛顿。
邻居看着瘦弱的小牛顿，邻居安慰道：“汉娜，别担心了，天主一家会保佑这个孩子的。”
当时一个客人听到牛顿诞生的消息，举起酒杯说：“来，让我们祝这位新生的艾萨克·牛顿身体健康，祝他长大以后，举起真理的火把！”
这个酒客没想到的是，本身的无心之言竟然在日后应验了。
02
童年的苦与乐
在母亲的精心照料下，小牛顿逐渐成长起来。汉娜一个人养家，日子过得很辛苦。汉娜云云 忙碌，小牛顿便全靠外祖母照顾。这样的日子过了三年，因为过分疲劳，汉娜日渐消瘦。在牛顿3岁那年，有人向她母亲未婚了，那是一个战斗的人富有的教区长那巴斯·史密斯。汉娜原想着结婚后，牛顿的生活就能大大改善了。然而史密斯是个自私的人，他只想要老婆，不想要继子。一开始汉娜不肯意接受这样的条件，在亲戚的一再奉劝下，她才答应改嫁。
今后，小牛顿就离开了妈妈，和外祖母相依为命，对这个出生前就没有了父亲，才3岁就离开母亲的孩子，外祖母特别疼爱，非常仔细地照料着他。
或许因为家庭的不健全，小牛顿的性格有点孤僻，他不爱笑，也不喜欢跟其他孩子玩耍打闹，当那些孩子在玩泥沙、堆城堡的时候，他总是一个人默默地看着，险些从来不参与进来，而是托着下巴深思，似乎在想什么重要标题一样寻常。
有一天，外祖母发现牛顿不见了，随处都找不到了，很焦急，这时有个小孩告诉她“我瞥见牛顿趴在池塘上，不知道在干嘛。”
外祖母惊呼一声，心急火燎地朝池塘赶去，果然，她瞥见牛顿静静地卧在池塘边的草丛里，全神贯注地在观察着什么。
外祖母问：“你在干什么？”
牛顿看到外祖母，惊喜地说：“您快看啊！”
外祖母看着平静的池塘水面，可什么东西也没发现。牛顿用手指了指：“您看那里，那些黑色的小虫在水里划得多快啊！”
外祖母笑着说：“那是豉虫，没什么特别的地方。”
“不是啊，您看，它们的两只脚一起站在水里上，却不会掉下去，多神奇啊，这是怎么回事呢？为什么人不能站在池塘上呢？”
听着这些标题，外祖母也爱莫能助：“这些标题我也不知道，不外只要你努力读书，你一定可以解决这些标题的。”
03
牛顿的逆袭
6岁时，牛顿被送到了村里的小学上学。
牛顿天天步行去上学。和那些同龄的孩子相比，牛顿的个头很小，而且又被家人遗弃，以是他不肯意跟那些孩子玩，因此显得有些孤单。
牛顿上学的地方只有一间课堂，老师很少，只有两个。让小牛顿感到最害怕的是两位老师手里的教鞭，一旦走神或者回答不出标题就要挨打。
要知道，小时候的牛顿并不是一个天才，相反，因为有些自卑，缺乏自信心，导致他的学习结果很一样寻常，甚至好几次测验都排名倒数。
有一回课间，大家正在玩游戏，牛顿双手托住下巴，望着窗外的风景出神。
这时候，一个学习好的学生借故踢了牛顿一脚，这一脚踢在了牛顿的肚子上，他还高声骂牛顿是笨伯。
肚子上的疼痛让牛顿怒不可遏，他奋起反击，他的勇猛姿态吓坏了谁人学生，谁人学生被他打败了。
这件事给了牛顿很大的刺激，他愤怒极了：我为什么要受他的欺负？难道就因为他的结果比我好吗？难道他真的比我聪明吗？不，他也没什么了不起的，既然我的拳脚上能打赢他，我也一定可以在学习上超过他，是的，我一定要超过他！
从那之后，牛顿下刻意要发奋读书，他抓紧每一分每一秒的时间努力学习，他紧跟老师的思路，专心聆听老师的每一句话，记录下老师讲的重点内容，遇到标题他还自动向老师请教。
一段时间后，老师的标题他已经可以对答如流了。就这样，牛顿的学习结果节节攀升，不久就超过了谁人欺负他的学生。
04
爱动手的牛顿
17世纪中期，新兴的资产阶级经济在抽芽。另外，一个由工匠和贩子构成的新阶级开始出现，制造业在占主导职位的经济体系正在寂静形成。
从小牛顿就勤于思考，为他将来的科学之路埋下了伏笔。
一天，放学后，牛顿照例去河边玩耍，看到很多人聚集在那。
“他们在看什么？”
“你不知道吗？那是水车。”
“就是那种会转动的，可以把水从河里运输到岸上，又可以当成动力来利用的水车吗？”
“嗯，你知道得很多多少啊！”
牛顿不好意思地挠头说：“都是从书上看来的，走，我们快去看看吧！”
牛顿和小伙伴使劲挤到前面，看到了安装中的水车。在河水的冲击下，水车的大轮子转运了起来，带动着小轮子，小轮子又带动着石磨转动，不一会儿面粉就磨好了。人们都走了，牛顿还在观察水车，他想要弄清楚水车的原理。
这样过了几天，他终于弄清楚了水车的机械原理。
“比骡子管用，就是太破旧了！”
“是呀，有点笨重。”
听到这些议论，牛顿心生灵感，我能不能制造出更简便的水车呢？说干就干，回抵家中牛顿就动起手来，好几个晚上他都在忙着造水车，装了拆，拆了装，失败了就找出原因，继续改进，终于，他做出了一架轻的小水车。
还有一次在路上，牛顿看到一辆美丽的马车，那优雅的车型、美丽的装饰深深地吸引住了他的眼光。他不由地想到“如果我也有一辆马车，该多好。”
可是外祖母怎么会有钱买马车呢？一看那马车就很贵。
牛顿叹了一口气，不外拥有马车这个想法实在是太诱人了，牛顿想得入了迷：为什么我不本身做一辆小马车呢？
牛顿从小就喜欢木工活，他觉得本身完全有能力造一辆小马车。他在纸上绘出马车的外形，然后慢慢一点点地打造，徐徐地，在制造小马车的过程中，他探索出了车轮转动的原理。
一个星期后，小马车宣告竣工，这辆小马车有四个轮子和一个简单的刹车器。
外祖母看后，发现车上还有一个手柄，便问道：“这是什么？”
“这是刹车器，把它拉过来，小马车的速度就会慢下来。”
“这个筹划好。”
“我们快把它推出去试试吧！”
两人一起把小马车推到山坡上，牛顿坐了上去，外祖母轻轻一推，小马车就顺着山坡慢慢滚了下去，山坡很平缓，速度不快。
牛顿坐在车里，风儿吹在脸上，高兴极了。局的到山脚时，他轻轻一拉刹车器，小马车慢慢停了下来，牛顿高兴地握紧拳头：“我的小马车成功了。”
05
日晷
除了喜欢鼓捣小制作，牛顿从小就迷上了画画。
牛顿很仔细，他注意到固然树叶都是绿色的，但却有差异，有的浓一点，有的淡一点，后来他才知道，原来那绿色有那么多种：豆绿、薄荷绿、荧光绿、碧绿......
牛顿常常画院子外的苹果树，还有苹果树的蚊子，在不绝的观察中，牛顿发现了一个风趣的征象：随着太阳在空中的移动，苹果树的影子也随之发生变革，一开始，只有树稍的影子，徐徐地，连树干的影子也出现了。
这个奇特的景象让牛顿大为称奇：整整一个下午，牛顿就坐在苹果树旁，观察着树影的变革，一边看一边还用树枝在地上做记号，末了他得出结论：树影长短变革与太阳的位置有很大的关系。这个发现让牛顿 眼睛发亮，大为惊喜。他明白了太阳的运转是有规律的。
在更加仔细地研究了影子和时间的关系后，牛顿便寻思着：可否利用这个规律，制作一个正确的太阳钟呢？在当时，机械钟表是一个稀罕玩意，村民们都是根据天象来判断时间的，这样总是不够正确。
牛顿在地上画了一个草图，他把一个圆分成了几个弧，然后在每段弧上做标记，接着把一块木桩钉到地上。牛顿又向小学里的老师借来了手表，记录下每一个时刻木桩的影子走到了那里。
牛顿制造的这个东西叫做日晷，是一种利用太阳的投影方向来测定并划分时间的装置，简单来说，就是在圆形石板上凿一个洞，插一根长长的铁钉，然后在石板四周刻出得当的凹痕，相当于钟表的刻度。这样，当阳光紧身在铁钉上时，铁钉就会在石板上产生投影，通过投影就能估算出大概的时间了。
颠末十多天的努力，牛顿终于把石刻日晷做好了，他把日晷安放在村子中央。过了几天，村民都熟悉了日晷。
“这个东西挺管用的，有了它，再也不担心错过吃饭的时间了！”
“这个小家伙前途无量啊！”
后来，牛顿已经是名扬天下的科学家了，村民们怀着深深的敬意，把村中央的日晷称为“牛顿钟”。
06
上中学
在牛顿10岁的时候，继父去世了。母亲汉娜带着三个孩子回到了村里，牛顿又与母亲生活在一起了。
牛顿12岁的时候，已经从村里的小学毕业了，认为了很多字，大部分跟他一起上学的孩子都不准备上中学了，而是帮助家里干农活，可牛顿却不想当一个农夫，他对知识的苛求非常炽热。
17世纪中叶，英国的文盲很多，大部分都不识字。如果有人读书，那大概是为了当一名牧师、贩子，或是药剂师。
牛顿的舅舅威廉回来了，他在剑桥大学深造，即将成为了名英国国教的牧师。
当娜认为，牛顿已经认得不少字了，又懂得盘算，这就够了。威廉却不这么认为。“牛顿聪明聪明，你看他造的日晷，还有小马车，他长大后一定会有出息的。”
“你真的这样认为？”
“固然，伦敦有几十万人，像牛顿这样的孩子我却没有见过。”
在威廉的奉劝下，汉娜终于决定让牛顿继续上学，去读中学。镇上有一所金格斯皇家中学，可那里离伍尔索普村八英里远，怎么能让一个孩子天天往返十六英里呢？
汉娜想到了本身的一个朋侪，也就是克拉克夫人写了一封信，询问可否让牛顿寄宿在她家中。不久就得到了回信，在信中，克拉克夫人表示，他们一家人都非常欢迎他的到来。
来到克拉克家，一开始牛顿心里还有点忐忑，但他见到亲切的克拉克夫妇后，感觉很多多少了。
就这样，牛顿在克拉克家里住了下来。
07
化学与册本
克拉克是一名药剂师，拥有一间药品设置室，就像今天的实验室。这些都深深吸引了牛顿的眼光，克拉克还允许牛顿观察他设置药剂。
偶尔候，克拉克还教牛顿做药剂配方、称量等工作，这引起了牛顿对化学的兴趣。
克拉克家里有很多藏书，对牛顿来说这是一个镖局大厅的知识宝藏，要知道在牛顿的时代，英国的册本不仅很少，而且很贵，一样寻常人家里除了《圣经》多半就没有什么其他书了。
不久，牛顿从克拉克那借到了一本名为《自然和艺术之谜》的书。牛顿从这本书中学到了不少风趣的知识：如何调配颜色、墨水，如何糊风筝，如何制造水漏钟，如何融化金属等，这些知识大大开阔了他的眼界。
08
中学生活
现在，牛顿要到金格斯皇家中学去上中学了，这是一所怎样的学校呢？
与牛顿想象的自由学风差别，金格斯中学实验着严酷的纪律，谁也不能违背校长制定的规则。校长总是一板一眼的。他要教授八十多个男孩学习拉丁语、希腊语、希伯来语和神学。
牛顿对数学很感兴趣，他很喜欢古希腊数学家阿基米德的多少数学。可以说，在金格斯中学的学习为牛顿初步奠基了数学基础，为他后来发明微积分打下了基础。
牛顿用两个半便士买了一个用牛皮纸订成的小条记本，还特意在封面上写了这样一句话：艾萨克·牛顿的条记本。几个月后，牛顿在小条记本上小心翼翼地写满了字，这个小条记本重要用来抄写《艺术与自然》之谜这本书。
另外，牛顿还在条记本上抄写了一些绘画技巧的阐明。这些知识不仅在条记本上留下难以褪色的印记，也在他脑海中被铭刻......
09
会磨面粉的小风车
格斗瑟姆镇有一座风车磨坊，这是一座利用风力来磨面粉的磨坊。
每次放学，牛顿都可以瞥见这架风车，他很喜欢它，这么一点风，巨大的风车就可以转运起来，还能带动石磨把麦子磨成面粉，真的是太神奇了！
一天放学后，牛顿又路过风车磨坊，今天天气很闷热，树上的树叶纹丝不动，结果风车无精打采地立在那里，险些是一动也不动。
看到这种情形，牛顿开支了头脑：这阐明了风车是靠风力转运的，有没有什么办法可以让风车摆脱这种桎梏，从而一直转下去呢？
牛顿决定本身造一个小风车，要想造出小风车，就必须把风车磨坊的原理弄清楚。就这样，牛顿进入了磨坊里，他里里外外、仔仔细细地看了又看，总算是对风车有了一个基本的相识。
回到住处，牛顿在稿纸上画起风车的构造来。翅翼安装在转轴上，齿轮之间如何中冲剑才气带动磨回旋转......
几天后，一个美丽的风车模子做好了。
牛顿把风车搬到窗口，风吹起来，翅翼缓缓地转运，然后速度越来越快。
斯托勒抓来了一把麦粒，洒在磨盘上，下面真的流出了白色的面粉，固然数目很少，无法与那些大磨坊相提并论，但足以让牛顿和斯托勒惊喜了。
“牛顿，你太棒了，真了不起。”
没风的时候，风车就不转动了，牛顿灵机一动，想到了一个办法，他抓来一只小老鼠，用木箱做了一个可以转动的小圆轮，把它和风车的轴连在一起。
牛顿把小老鼠绑在小圆轮的踏板上，又在轮子的前面放上一粒玉米，刚好那地方是老鼠可望而不可即的位置，老鼠想吃玉米，就不绝地跑动，于是轮子不绝地转动，末了带动风车转动。
看到这个精妙的筹划，克拉克感叹：“牛顿，你这个小脑袋里毕竟装着多少天才的想法啊！真是太让人惊讶了，你以后一定会成为一个了不起的人。”
10
用水计时和“彗星”
很多个早晨，牛顿都能听到对面杂货店老板询问时间的声音。在17世纪，询问时间是很寻常的事，不像今天，我们能通过手表、手机等各种电子产品看时间。
牛顿想，我能不能制造一个在任何时候都能利用的计时工具呢？
牛顿先制订好筹划，然后开始叮叮当本地做起来。一个月之后，大功告成。
牛顿的水钟到底是什么样的呢？
它是一个水箱，高约1米，上下各有一个储水槽，上面的水槽底部有一个小洞，下面的水槽里放着一块木板，在木板中央有一根木棒，木棒顶端钉着铁钉，系着一根细绳，绳子的另一端连接着指针。当水从上面的水槽中滴到下面，木板会慢慢向上浮动，借助绳子的牵引力，指针便会移动，从而指出时间。
有了这个水钟，牛顿再也不用担心睡过头了。
自从研制出小风车后，牛顿对地“风的动力”产生了极大的兴趣。他决定制作一个飞得又高又稳的风筝。
牛顿用细绳棍子搭出风筝的轮廓，在接口处用接绑牢，然后给风筝贴封面......他做风筝时很注意风筝尾巴的重量，在放风筝时他也很注意拉线的着力点。以是他的风筝起飞快，飞得高，很受人喜好。
有一次，牛顿把一只点燃的小灯笼绑在风筝上，然而让牛顿始料未及的是，这种做法引起了一阵骚乱。风筝缓缓升空，越飞越高，在空中飘舞。
这几天的夜晚，镇民们发现，天空总会出现一颗发亮的星星。这们奔走相告，都说彗星出现了。
“彗星出现了，这是不祥之兆啊!”
在现在人的眼里，这场面一定很可笑。其实在当时的大众看来，彗星就是死亡和罪恶的象征，彗星的出现就是灾难的预兆。
彗星与大多数天体差别，它的运动总是神秘莫测的，没有什么明显的规律，让人难以捉摸。当牛顿发现本身闹出了这么大的一个乌龙时，赶紧将风筝扯了下来，急急乎乎向大家解释。一开始大伙都不信，直到牛顿拿出风筝，当众放上天，大家才信了。不少镇民还觉得牛顿这小伙子不简单。
伴随着各种小发明、小制作的出现，牛顿的中学生活越发多姿多彩起来。
11
牛顿的秘密
牛顿在农活上没什么天赋，而且干得也不舒心。于是母亲转换了思路。她把去镇上卖农产品的活交给了牛顿，还让一个老仆人和牛顿一起去，指导帮助牛顿。
出发前，牛顿制造了一辆新式的四轮马车。与其他马车差别，这辆马车不用系绳，只需要一个手柄就可以驾御马匹，村民们看了都啧啧称奇。
一来到镇上，牛顿就去克拉克家借书，让老仆人一个人去卖农产品。
再次来到克拉克家，牛顿心中感慨万千。斯托勒见到牛顿，高兴地拉着牛顿去看小风车和水钟。借到书，牛顿就回到集市上。不外他不叫买，而是看起书来。老仆人没办法，只好独自张罗着买卖。
到了晚上，汉娜问牛顿集市上的状况，牛顿支支吾吾答不上来。
有一天，因为借到的书还没读完，马车刚离开伍尔索普村没多远，牛顿就跳下车来，对老仆人说：“贫苦您帮我去卖菜吧，我在这里等你回来。”说完，牛顿一头钻进树木，在树荫下读起书来。
于是集市上便出现了这样奇特的情景：一老一小一起坐马车来到集市上，老的在卖农产品，小的则在远处的树木中读书，日落后他们又驾着马车回去。
这一天，舅舅威廉到镇上服务，完事之后，他决定去看看牛顿。牛顿沉醉在知识的天下里，就连威廉到了身旁也浑然不知。
威廉惊呆了，一种自豪感在他心中油然而生，这个热爱思考、喜欢专研的少年可是他的外甥！这个少年不属于农场，也不属于买卖场，他天生就是要读书的，威廉想着如何说服汉娜，让牛顿去上学。
这一天，狂风呼啸，大树的树枝都被刮断了，人们闻风丧胆地躲在屋子里，祈祷自家的房子足够坚固。汉娜发现牛顿不见了，不顾一切地冲出去寻找牛顿，当她来到后院时，眼前的一幕让她惊呆了：
她瞥见她那倔强的儿子在暴风雨中奔跑跳跃，一会儿顺风跑，一会儿逆风跑，一会儿顺风跳跃，一会儿逆风跳跃。
“你在干什么？”汉娜高声喊道。
“妈妈，我在测风速呢！我想知道风的力量和速度毕竟是......”
“快回去，这里太危险了。”
牛顿就是这样，这回他就被大自然的威力迷住了了，他想看看这大风有多大的威力，想看看顺风和逆风能相差多远。一有时机，牛顿就研究那些风趣的征象，他认真地观察河水渡过木头和岩石时产生的旋涡和波浪，徐徐地，他对水的活动有了感觉，那里似乎蕴含着天地间的至理。
12
剑桥大学
现在牛顿从中学毕业了，下一步该如何走呢？牛顿打算去读大学，只是要读哪所大学呢？
舅舅发起牛顿去剑桥大学深造，牛顿同意了。
有了威廉的联系和亨利校长的推荐，牛顿以减费生的身份进入了剑桥大学的三一学院读书。
1661年6月，牛顿告别了故乡，独自一人前往剑桥大学。
当时剑桥大学把学生分成三类：第一类是贵族，他们险些不用参加测验就可以毕业；第二类是收费生，以加入英国教为目的的学生；末了一类是牛顿这样的减费生，他们以打杂工和服务工作来交付费用。
当时，剑桥大学的课程调转沿袭着建校时的经院传统，保留着深厚的中世纪色彩。
英国资产阶级革命时期，保王党与新兴的资产阶级都想控制剑桥大学这个舆论发起点，从而争夺对人们的精神控制权，保王党把一批受到哥白尼日心说、笛卡尔思想影响的教员赶出校园。
当新兴资产阶级的代表克伦威尔取得胜利后，他在剑桥大学举行了改革。
然而当牛顿进入剑桥大学时，克伦威尔已经去世。同时，查理二世复辟，他将拥挤英吉利共和国的新派教员全部赶出剑桥。
13
牛顿的大学生活
牛顿来到剑桥，踏入了剑桥大学三一学院。
三一学院是个恭敬学生、保护学生、鼓励学生释放天性的地方。
因为牛顿是以减费生的身份进入三一学院的，以是他要做不少杂务工作，又要替教授跑腿，这耗费了他很多的时间，不外他还是把有限的时间都投入到了学习之中。
在牛顿看来，学习是一种兴趣，是一种有价值的追求。他喜欢在条记本上记录知识和想法，为了节流纸张，他还自创了一些速记符号。
当时，大部分的课本都是用拉丁文写的，因此拉丁文是很重要的一门课程，其他的还有希腊文、希伯来文、古代史等。
在中学时，牛顿对这些科目都下过苦功，唯一担心的就是数学。不外后来的毕竟证明，牛顿在数学上有着得天独厚的资质，加上坚持不懈的努力，数学成为他最善于的领域之一。
在三一学院，牛顿的一个导师是本杰明·普莱恩先生，他与牛顿的舅舅相识。威廉给了牛顿一封信，让牛顿把这信交给本杰明。然而本杰明并没有对牛顿另眼相待。在生活上，他对牛顿险些是不闻不问。
当牛顿遇到经济困难时，又是克拉克先生站了出来。
大学四年，牛顿大概史交了一个同龄朋侪。他与牛顿一样，性格内向，却理想宏大。两人在生活上互相扶持，在学习上互相鼓励，共同取得了巨大的进步。
14
打开科学之门
童年的打架经历让牛顿明白了努力学习的重要性，只有学习才气出人头地。
牛顿的自律性很强，后来发现的牛顿日记中有这样的片段：“沉迷于扑克牌两次”“上小酒馆两次”，可见对于本身偶尔的“放松”，牛顿心中是充满自责和愧疚的。
在些事情在别人看来是平平无奇的，可是牛顿却偏要记在条记本上，提醒本身不要虚度光阴。
有一天，在斯托尔桥墟市上，牛顿买了一本有关占星术的书。读完这本书后，牛顿发现，天体要用数字正确表示出来，还必须具备多少的基本知识。于是他找到了古达多少学家欧几里得的作品《多少原本》。
后来他又读了笛卡尔富有开导性的剖析多少著作《方法谈》，还有威廉·奥特雷德的《数学法门》和约翰·华莱士的《无限小算术》。他反复研读这些作品，逐渐形成了本身的数学体系。
除了自学数学知识外，牛顿还看了不少柏拉图和亚里士多德的著作，牛顿曾认真阅读过《推理法》和《伦理学》，尽管亚里士多德的理论有很大的缺陷，但它的确在某种程度上开导了牛顿的思考。
在剑桥大学的第二年，在牛顿的条记本上就写满了亚里士多德的观点，但牛顿并不迷信权势巨子，他在本子上写下了亚里士多德曾经说过的话：“我热爱柏拉图，但我更热爱真理。”
日后，牛顿不绝地思考、解决标题，从而为一个新的自然学科奠基了基础。
这些标题包罗物质和原子，质量和位置，时间和永恒，重力。
关于重力，牛顿认为：“引起重力的物质一定穿透了整个物体。物体在下落后，一定又上升。不然的话，地球的内部一定有一个巨大的空穴，容纳落下的物体。地球中心这个不可思议的地方，是地球上全部河流的汇集处。这些河流一定被挤压在狭窄的空间里。”
牛顿还认为重力大概是物体内在的一种性质，他猜想重力大概会有“射线”，从而引起物体的运动，运动可以朝各个方向，不一定朝下。只要一开始运动，物体就有保持运动状态的趋势。
15
二项式定理和大瘟疫
当时剑桥大学三一学院图书馆的藏书超过了3000本。在剑桥大学的四年，牛顿险些把握了当时全部的自然科学及哲学知识。在长期的研究实践中，牛顿明白了只有数学才是一项最精密的论证自然规律的工具，因此，他在数学上投入了大量的精力。
1665年，牛顿发现并证明了著名的“二项式定理”，该定理是给出两个数之和的整数次幂展开为类似项之和的恒等式，该定理在数学、物理学、天文学等领域都有着广泛的应用。
1665年，牛顿终于得到了学士学位。正当牛顿留校准备继续研究时，5月份的时候，一场变故发生了。
黑死病在伦敦蔓延开来，黑死病，又称为鼠疫，几百年前曾在欧洲大陆肆虐过，造成了上千万人的死亡。据史料纪录，1665年至1666年，伦敦大瘟疫的死亡人数超过八万人，相当于当时伦敦人口的五分之一，后来，疾病被确认为是淋巴腺鼠疫。
在一片末日情绪里，剑桥大学开始遣散学生。无奈之下，牛顿只好放下手头的研究工作，急忙回到伍尔索普村。
16
发明微积分
回到伍尔索普村，这里的一切都没有变革，但牛顿却不是从前谁人牛顿了。弟妹们对牛顿和剑桥大学很好奇，不绝地问标题。牛顿摸着妹妹的头：“努力吧，只要努力，你们的梦想就会实现的。”
鼠疫肆虐的两年是英国的一段灾难光阴，在科学史上却是一段辉煌时光，在故乡的这段光阴里，各种奇思妙想和科学的灵感从牛顿脑海中喷涌而出，微积分、万有引力定律、光学理论.....他的很多成就就是在这段时间有了雏形。
这段时间第一个重要成果是微积分。关于微积分的发明时间，可以从暮年牛顿的回想录中得到答案：“1665年初，我发现近似级数的方法，并得到将任何方次的二项式展开为级数的规则，同年5月发现了如何画曲线的切线，11月发现流数术的直接法，次年5月得到了流数术的反演法。”
那毕竟什么是微积分呢？它有什么意义呢？
微积分是微分和积分的总称，它是一种数学思想，“无限细分”就是微分，“无限求和”就是积分，两者是互逆的。微分简单点就是把事物分解成很微小的部分，用极限的观点就是，把一个线段分为X段，这个X是趋近于无穷大的，那么这个线段的每一部分就是不绝地趋近于0。积分就是把这无穷多的每一部分加在一起，得出这个线段的总长。
那么微积分能用来干什么？
某种程度上说，没有微积分就没有当代数学，为了研究自然界的事物，人们必须处理很多不绝变更的数目，事物处在变革之中。在处理物理学的热标题上时，要处理温度的变革率——冷却与加温，这就需要仔细盘算物体做功的变革速度与运动体的位置与变数，离开微积分，这样的盘算根本无法举行。微积分在天文学和物体学中有重要的应用。
从牛顿开始，有了对宇宙的度量尺度，运动可以用多少来解释。
固然在牛顿之前，有一些数学家人事过微积分的奠基性工作，但作为无穷小量分析所涉及的观点和方法，以及由此构成的一门以独特的算法为特性的新学科的发现，这仍归功于牛顿。
17
苹果落下的启示
1666年秋天，一个午后，牛顿从屋里出来，不知不觉到了院中的苹果树下面。牛顿坐在树下晒太阳，然后就思考起天体运行法则的标题。
很长一段时间以来，地球被认为是宇宙的中心，宇宙中的天体按照它们本身的规律旋转。
1543年，波兰天文学家哥白尼出书了他的伟大著作《天体运行论》，他认为地球是运动的，太阳是不运动的，而且太阳才是宇宙的中心。
哥白尼的说法震惊了天下，后来《天体运行论》遭到查封。
然而真理之以是是真理，就是因为它是永久不会为人的意志为转移的，它就存在于那里，等着人们去发现、去探索。
伽利略发明了人类汗青上第一台天文望远镜，他用它观察天体，有力地支持了哥白尼的日心学说，开普勒发现了行星运动的三大定律：轨道定律、面积定律和周期定律。他们的研究连续揭破了天体运行的秘密。
在这之后，地球不是宇宙的中心，已是公认的毕竟，然而宇宙毕竟是根据什么法则来运转的呢？这一点却并没有人给出答案。
一边想着这些标题，一边享受着凉爽的秋风，不知不觉中，牛顿竟然睡意了。
突然，“砰”的一声，一只苹果从天而降，恰恰落在牛顿眼前，把他惊醒了。
看着地上的苹果，牛顿想：为什么苹果离开树的时候，会落到地上，不往左右掉，也不往天空飞呢？为什么苹果会静静地向下挂在树枝上呢？推而广之，为什么行星会绕着太阳运动，而不是沿直线飞去？是什么力量使唤它们没有飞出去的呢？难道是太阳拉住了它们？
对月球的疑问也是同样的：是什么拉动或是推动月球离开一条直线轨道的呢？
在观察和思考后，牛顿终于悟出：地球肯定存在一种看不见的拉力，将苹果拉到地上，正如它牵引着月亮，使唤月亮始终围绕本身转运一样。牛顿把这种力叫作引力。
起明白了这一点，新的标题又出现了，苹果会因为地球引力而掉下来，为什么月亮不会呢？
牛顿想到了伽利略说的物体的惯性，他意识到月亮在形成之初就得到了一个初速度，具有足够大初速度的月亮在地球的引力下，一方面向地面坠落，一方面又向着程度方向飞出。这两种运动趋势最终合成了月球的绕地运动，使月球能在与地球保持一定距离的轨道上周而复始地运动下去。
牛顿还意识到，引力存在于任何物体中，引力是相互作用的，苹果与月亮都在吸引着地球，只是巨型蜘蛛入侵的吸引力太小，人们察觉不到，以是看上去苹果在降落，而月亮的引力则大得多，但地球以巨大的力吸引月亮时，月亮也同样吸引着地球，由于双方都在不绝地自转的同时又公转，这就使月亮既不会飞走，也不会掉下，地球的引力刚好保持在让它在它的轨道上运转。
接着，牛顿兴高采烈地用微积分算起地球的引力来，要盘算地球的引力，就需要知道地球半径的正确数据。然而当时测定的地球半径是错误的，牛顿未能得到满意的盘算结果，就暂时放弃了研究。直到1670年，有了更正确的地球半径数据后，牛顿才重新研究引力标题。
18
光的奥秘
在盘算地球的引力受挫后，牛顿很担心，短暂消沉过几天。但牛顿毕竟是牛顿，他对于科学真理的追求是永久不会放弃的，很快就从阴影中走了出来，转向另一个感兴趣的科学领域——光学。
研究表明，人类从外界获取的各种信息的总体中，有80%以上是依靠视觉实现的，而视觉与光息息相关。开普勒研究了光的折射，试图找到其中的规律，笛卡尔利用玻璃制造人工彩虹，对彩虹的机理举行分析，波义耳对颜色征象做了大家的实验，对牛顿产生了重大影响。
总体起来就是，在牛顿之前，对于太阳光的颜色和彩虹的成因，研究者们各执一词。
在牛顿所处的时代，新的光学征象连续发现，关于光的分歧也越来越多。
就是在这样的配景下，牛顿开始了本身的光学研究。1664年，牛顿第一次利用三棱镜来做光学实验。
几个世纪之前，人们就相识到，当白天通过无色玻璃和各种宝石的碎片时，就会形成鲜艳的各种颜色的光。直到1666年，牛顿通过实验研究了这个标题，这个实验被评为“物理最美实验”之一。
通过这个实验，牛顿在墙上得到了一个彩色光斑，颜色的分列是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。牛顿把这个颜色光斑叫作光谱。
为相识释三棱镜中白光的分解征象，牛顿提出白光是由各种差别颜色光构成的，玻璃对各种光的折射率差别，当白光通过棱镜时各色光以差别的角度折射，结果就被分开成和各种颜色的光谱。
后来，牛顿又试着把两片三棱镜放在光线通过的图中，结果墙上出现的是一道白光，这次实验让牛顿发现：一切东西透过两面三棱镜的照射后，影像便会恢复原来的样子。接下来，牛顿便开始盘算各种颜色光的曲折角度。
牛顿可以说是第一个分解太阳光的人，为当代光学奠基了基础。光和颜色的秘密被解开后，为牛顿以后改进望远镜埋下了铺垫。
19
崭露头角
主修课研究员差不多相当于今天大学里的讲师，就这样，牛顿一边上课，一边继续着未完成的研究。
巴罗非常认可牛顿的数学能力，他常常邀请牛顿一起合作研讨一些课题。牛顿开始研究三次方程，三维毕竟里的曲线，这要比二维数学中的椭圆复杂得多。
牛顿刻意把全部的曲线划分成差别范例，大的类别中还要细分出差别的范例，在这项工作中，牛顿刚创建没多久的微积分派上了用场，他决定从两个方面来入手研究这个剖析多少的课题：以三次方程为基本形态的代数法和研究曲线结构的多少方法——牛顿熟悉到曲线结构是点和曲线在空间中运动的结果，颠末反复的思考研究，他在条记中总共记录了58类差别的曲线。
牛顿读了《对数术》，他惊讶地发现别人有了跟本身一样的发现，在书中，墨卡托报告了一种盘算无穷级数的对数的方法，不外他的方法比较简陋，仅仅是由为数不多的几个无限数列推出的，论证不够充分。
这件事情让牛顿开始意识到本身的研究是有价值的，大概远远走在了其他人的前面，于是，他把本身的一些研究成果透露给了巴罗。对于牛顿的成果，巴罗表示了极大的赞赏，他鼓励牛顿把这些成果发表出来。
花了几天的时候，牛顿写了一篇论文《对无穷级数的分析》，请巴罗把论文寄给当时的另一位皇家学会会员约翰·柯林斯，他是皇家学会的数学顾问。
没过多久，柯林斯对这篇论文作了热情洋溢的回应，他赞赏了论文中极具创造性的数学思路。
巴罗写了一封信给柯林斯，在信中他写道：“我非常高兴我的这位朋侪的论文可以或许得到您的赞许。他的名字叫艾萨克·牛顿。他还很年轻，但在数学领域已经体现出了非凡的才华和驾御能力。”
这封信让牛顿的名字第一次传播到了剑桥以外的地方。
柯林斯把牛顿信中的内容传给其他数学家阅读，有苏格兰的、法国的和意大利的。徐徐地，牛顿的名字作为一个新锐数学家传播开来。
一些科学家开始慕名给牛顿写信，说希望牛顿可以或许研究出实用于全部曲线的解法。
20
反射望远镜
回到剑桥后，固然数学研究占据了一些时间，但牛顿并没有放弃光学研究，他找到了新的课题——望远镜。
1608年，荷兰米德尔堡眼睛师汉斯·李波尔制造出了天下上第一架望远镜，李波尔能发明望远镜得感谢两个小孩。那一天，两个小孩在李波尔的商店门前玩弄几片透镜，他们通过前后两块透镜看远处教堂上的风标，脸上暴露非常高兴的表情。
两个兴高采烈的神情引起了李波尔的注意。他拿起两片透镜一看，古迹出现了，远处的风标放大了很多，犹在眼前。
李波尔意识到这是一个重大的发现，他立刻跑回商店，把两块透镜装在一个筒子里，后来颠末多次试验，李波尔发明了望远镜。
1639年，伽利略发明了第一架天文望远镜，开普勒也涉及过望远镜的研究，他们两人筹划的望远镜都属于折射望远镜，由两个镜片构成，工作原理并不复杂，缺点却是显而易见的——伽利略望远镜的放大倍率太小，而开普勒望远镜的镜筒太长。
牛顿打算把本身的发现融合到前人的成果中去，引起他思考的是光的折射，也就是当光从一种介质进入到另一种介质时，光线发生的弯曲征象，好比筷子在装着水的玻璃中看起来是弯曲的。
牛顿还发现，差别颜色的光线其折射角度是差别的，每一种颜色都有本身的折射率。
然而，多次研制非球面的透镜都不成功，牛顿便决定用球面反射镜作为望远镜主镜，他不打算做折射望远镜，而打算做反射望远镜。
1668年，利用光的反射原理，牛顿造出了一台新的望远镜。这台望远镜是牛顿亲自动手做的，他制成了一种锡和铜的合金，并且把合金的表面磨成光滑面，用来做镜片。
与折射望远镜相比，反射望远镜更加先进，因为一面大的镜子和一块小的透镜相比，能聚集更多的光线，这是和镜片的面积或者直径的平方成正比的。
用这架望远镜，牛顿观察到了木星和它的四颗卫星，金星也能清晰可见。颠末多次观测，他还瞥见金星的盈亏征象，最令他高兴的是，全部的影像都是清晰豁亮的。
牛顿独自保存着这架望远镜，两年之后，他才把望远镜借给了巴罗。
21
加入英国皇家学会
辞去卢卡斯教授的职位后，巴罗便在皇家教堂担任祭司的工作。
后来，他收到了牛顿寄来的反射望远镜，他认为这是一个显赫的成就。有一次，巴罗向国王查理二世提起这个发明，查理二世非常感兴趣。
查理二世被称为高兴君主，他察看了这个反射望远镜，爱不释手，把玩了好半天，赞叹道：“太神奇了，牛顿真的是个天才！”
巴罗在皇家学会的例会上展示了牛顿的反射望远镜，引起了一阵热议。
在皇家学会的展出引起了轰动性的效应，这架望远镜被皇家学会视若珍宝，并向全天下公布了牛顿所取得的成就。现在，皇家学会的博物馆里还珍藏着这架望远镜，上面刻着一行小字：牛顿爵士亲手所造天下上第一架反射望远镜。
1671年末，牛顿收到了一封信，是皇家学会的秘书奥登伯格写来的，在信中他说：“亲爱的艾萨克·牛顿先生，我们没见过面，但你的创造力让我敬佩，以是我写了这封信......”他还说，那些见过望远镜的外国人大概会夺取他的研究成果：“新成果被假装观看的小人抢走的事情已经是屡见不鲜的事情了。”
奥登伯格一边劝牛顿尽早公开制造望远镜的阐明，又希望牛顿可以或许加入皇家学会。
一开始，牛顿不打算接受这份提名，但后来他又改变了主意，决定接受皇家学会会员的提名。
1672年1月11日，在一场猛烈的审查会后，牛顿顺利当选为皇家会的会员。
皇家学会是英国科学运动的中心，云集了一些最优秀的科学家。今后以后，牛顿不但与英国科学的向导机构有了密切的联系，也成为英国最有名誉的学者之一。
22
光学大争论
成为皇家学会的会员后，牛顿依旧举行研究，很少到伦敦去参加学会的例行会议。不外，牛顿还是写了一份反射望远镜的制作阐明。
不久，牛顿在《哲学报告》发表论文《关于光与颜色的新理论》一文，其中大部分观点都是他在故乡躲避瘟疫时形成的，后来又有所发展。
在论文中，牛顿提出：让太阳光通过一个小孔后照在暗室里的棱镜上，在对面的墙壁上会得到一个彩色光谱。因此可以得出推论：光的复合和分解就像差别颜色的微粒混合在一起又再分开一样。
牛顿的这篇论文一经发表，很多学者都大吃一惊，整个物理学界为之哗然，引起了一场历时长远争论。
在皇家学会内部，牛顿的学说也没有得到一致认同，在皇家学会中颇有职位的胡克和惠更斯都反对牛顿的观点。
胡克是一位很有才华的科学家，在学术家也有很高的成就，但他的虚荣心太强，他觉得只要是科学家，就都是他的竞争者和敌人，他说：“我承认牛顿的实验，他的假说也很有看法，但那不像数学定理一样，可以说它是唯一的假设。关于牛顿对于色的征象的假说，没有一项是不可否定的。”
在《显微镜》一书中，胡克提出光是一种快速的小振幅的振动。石头扔到水中，会形成水波，这是一个很寻常的征象，胡克却从中得到开导，他认为光的振动以“球形脉冲”的情势向四周八方传播，并且是横向移动。
惠更斯是荷兰物理学家，他创建了向心力定律，提出了动量守恒原理，他是英国皇家学会第一个外国会员。他是波动说的集大成者，继续并完善了胡克的观点，他认为光是一种机械波，是一种靠物质载体来传播的中香波，传播它的物质载体是“以太”，波面上的各点本身就是引起媒质震惊的波源。
牛顿不认同波动说，他指出波动说有三个标题无法解决：光是直线传播的，然而波动说无法解释这一点；波动说同样无法解释光的偏振征象；末了，牛顿还认为波动说赖以存在的以太介质是否存在值得猜疑，以太是古希腊哲学家亚里士多德所假想的一种物质。后来人们逐渐增加其内在，使它成为某些汗青时期物理学家赖以思考的假想物质。
牛顿的观点惹怒了惠更斯和胡克，胡克提出了一个反例：研讨摩擦将会淘汰，但毕竟却证明研讨质量并没有损耗。惠更斯则认为，如果将光称为是微粒，那么光就会像飞行的子弹或箭在传播过程中发生碰撞，从而改变传播方向，但毕竟并不是云云。
这两种假说都能解释光的反射折射征象，微粒说能较为圆满地解释光的直线传播，而波动说能解释光交织通过却互不干扰的征象。
总而言之，互有长短，双方都不能说服对方。
1704年，牛顿推出《光学》一书，对他的微粒说举行了系统性的阐述，并反驳了惠更斯的理论。此时惠更斯与胡克已相继去世，波动说一方无人应战。
19世纪60年代，麦克斯韦证明了光是一种电磁波，看起来波动说要成为主流了。后来，在光电效应中，爱因斯坦发现，光可以或许从某些金属中打出电子，这阐明了光也具有粒子性。
那么，光到底粒子还是波呢？物理学家认为它既是波，又是粒子，这就叫作光的“波粒二象性”。
23
影响人类的一个赌局
如果说牛顿有什么挚友的话，那么大概是天文学家哈雷。
著名的哈雷彗星就是以哈雷的名字定名的。20岁时，哈雷从牛津大学王后学院毕业。在父亲的资助下，他跑到南太平洋的一个岛上建了一座天文台，并画出了南半球星空图，轰动一时。
哈雷是个差别凡响的人物，他当过船长、舆图绘制员工、牛津大学多少教授、皇家制币厂副厂长，他还发明了一种把鱼类保鲜到淡季的实用方法。然而，尽管他成就不俗，但他对人类知识的最大贡献是那次赌钱。赌注不大，是一本40先令的册本，参考与还有另外两位：胡克与雷恩。
这场赌局毕竟是怎么回事呢？
1684年，伦敦市内的一家小咖啡馆内，哈雷、胡克和雷恩一边品尝着咖啡，一边聊天。他们的话题围绕着科学标题，从地上到天上都是他们的兴趣范围。
哈雷说：“我根据开普勒的第三法则，得到了‘引力与距离平方成反比’的假说。”
接着哈雷又提出了本身的疑问：“你们说，如果这个假说创建，那么行星与太阳之间的作用力是否遵循平方反比定律，如果遵循的话，行星的轨道应该是什么外形的呢？”
不可否认，胡克是一个很有才华的科学家，但他有一个毛病，好大喜功，喜欢吹嘘，每每还没得出成果就声称本身完成了研究。
此时，他便说本身已经证明了这个标题，但拒绝公布证明过程，说是要让人熟悉到知识的名贵。
胡克说：“如果我公布了答案，那就使唤别人失去了本身找答案的时机。”
然后毕竟上，后来公布出来的资料表明，他根本没有解答出这个标题。
雷恩听到胡克吹牛，他高声说：“我们来打个赌吧！”
哈雷很疑惑：“打什么赌？”
“很简单，两个月的时间，你们谁先找到答案，谁就可以得到一本价值40先令的册本，怎么样？”
大概雷恩做梦都没想到 ，他的这40先令具有非同寻常的意义。在某种程度上，这40先令将要为人类赢得一个极新的天下。
年轻的哈雷下刻意要解决这个标题，一回抵家，哈雷就着手举行研究，夜以继日，可是即使是这样，哈雷仍然百思不得其解，这个标题就像是着魔似的挥之不去。
之后哈雷又继续研究了一番这个标题，半年多已往了，这个标题始终没有解决，他刻意去找一位有能力解决此标题的人来帮助。于是，他前往剑桥，在当年秋天敲开了牛顿的家门。
两人聊了一会儿后，哈雷引入正题：“我研究过彗星，1680年的时候，我观察到一颗彗星，我猜疑它就是前几次有纪录的那一颗。但我无法盘算它的轨道与周期，因此不能确定是不是同一颗彗星。”
牛顿笑着说：“这个标题确实风趣。”
哈雷冲动地说：“这就是为这个标题而来的，你说，要是太阳的引力与行星与太阳距离的平方成反比，行星运动的曲线会是什么样的？”
牛顿冲口而出：“椭圆！”
哈雷问：“为什么？”
牛顿平静地说：“我算过了。”
“我算过了”这四个平淡无奇却蕴含着强大的自信心，没有一定的底气是说不出来的，有不少人都靠直觉推测过平方反比定律下的椭圆轨道，可他们却不得其门而入，只有牛顿依靠本身的数学才气和坚韧的意志举行了深入的研究，以是面对哈雷的追问，他才有底气说：“我算过了”。
这四个字更是让哈雷激万分，我火急地问：“你是怎么算的？能让我看看嘛！”
牛顿找了好久，险些把整个资料室都翻了过来，结果还是找不到，他无奈地挠挠头：“ 不好意思，我大概把它弄丢了。”
哈雷请求牛顿重新盘算一次，牛顿答应给哈雷提供一篇论文，详细阐述。
三个月后，牛顿的信函从剑桥翩然而至。哈雷打开一看，里面是牛顿的论文《轨道中物体的运动》，固然不长，只有9页的篇幅，但这9页纸的价值远远超过了等量的黄金。
24
《原理》问世
收到牛顿的论文《轨道中物体的运动》后，哈雷便迫不及待地阅读起来。
在这篇论文中，牛顿完成了发现引力平方定律的关键性步调，文中首次定义了向心力：牛顿认为向心力指的是物体做朝向运动中心的运动，得出了向心力定律，并用数学方法合理地认证了平方反比定律，指出了动量的概念：“动量是速度与质量的乘积”。
来到剑桥，哈雷欣喜地对牛顿说：“这真是伟大的认证、伟大的著作。”
不久，牛顿又写出了《论物体在匀称介质中的运动》一文。在论文中，他探究了作用力与质量的关系，得出了加快力等于质量乘以速度的规律。
在哈雷的敦促下，1685年，牛顿开始撰写了一部科学巨著，这本巨著是《轨道中物体的运动》和《论物体在匀称介质中的运动》的扩充、发展。这本巨著就是《自然哲学的数学原理》，至今，它仍被誉为“个人聪明的伟大结晶”。
在《原理》一书中，牛顿把本身数十年的研究成果全都写了下来，是思考、实验研究、大量的天文观测和无数次数学演算的结晶。
从牛顿的助手汉弗莱的日记中，我们可以窥见牛顿那时候的状态：“他对本身的研究是云云专注和认真，以至于吃得很少，甚至时常忘记了要吃东西。当我提醒他吃饭时，他便心不在焉地任意吃一点东西，然后又重新投入到工作中......他难得上床睡觉，直到朝晨两三点、甚至五六点才就寝，也就睡四五个小时而已。”
1686年4月，牛顿终于完成了《原理》一书。他把书稿的副本交给了哈雷，哈雷此时已经接替胡克成为皇家学会的新任秘书。收到书稿，哈雷如获珍宝，饭也顾不上吃，高兴地阅读起来。等他读完，他惊讶地发现，他竟然从晚上读到了第二天早上。
几天后的皇家学会例行会议上，哈雷谨慎地宣布：“牛顿的《原理》是对哥白尼猜想的数学认证，它解释了宇宙间全部的运动征象。”
《原理》一书在科学界引起了轰动，有些会员未能读到副本，哈雷发起他们用木刻版印刷此书。因为《原理》一书，牛顿逐渐在科学界得到了巨大的光彩。
这一年5月19日，皇家学会举行全体会议，借助这个机遇，哈雷再一次提出牛顿书稿的出书标题。这一次，学会明确指示：由哈雷负责《原理》的出书印刷事宜，经费由哈雷本身解决。
颠末一年多的努力，1687年7月5日，《自然哲学的数学原理》一书终于问世了。
可以说，哈雷是发现牛顿的一位英国伯乐，他本身就是一位杰出的天文学家和数学家，以是他完全能理解牛顿著作的极端重要性。
哈雷是汗青上罕见的人才，就个人成就而言他已经是一个伟大的人了，然而他还乐于推荐更伟大的人。
25
巨著《原理》
《原理》构筑起了一幅竹苞松茂的宇宙运动图景，牛顿成为汗青上第一个为宇宙立法的人。
《原理》是经典力学的第一部著作，是人类把握的第一个完备的宇宙论和科学理论体系，影响遍布经典自然科学的全部领域。从文明史上看，它让人类进入了可以利用和改造自然的阶段，成就了工业大革命。
牛顿告诉人们周遭天下竟然与星体之间遵循着同样的定律，椭圆轨道并不是宇宙的终极原理，而只是深层万有引力定律的一个基本表征，伽利略和开普勒告诉大家宇宙是什么，而牛顿从纯数学的角度，来告诉天下毕竟为什么。
在《原理》的开头，牛顿就提出了三条运动定律，这就是人们耳熟能详的牛顿三大定律，又称为牛顿运动定律。简单的说，第一定律阐明了力的定义：力是改变物体运动状态的原因；第二定律指出了力的作用结果：力使物体得到加快度；第三定律提示出力的本质：力是物体间的互相作用。
《原理》的第一卷中，牛顿简明扼要地叙述了他的“流数书”，撤除二十年前曾经写过的关于“流数”的扼要论文，他还是第一次正式公开辟表他的流数法。
《原理》的第二卷中，牛顿讨论了物体在有阻力的介质中的运动情况。
《原理》的第三卷中，就像一个宇宙建模师，运用万有引力定律和三大运动定律两大法宝，牛顿把太阳系的各种引力关系做了杰出的总结，证明了木星、火星、地球等行星与太阳引力之间的关系。
以上就是《原理》的重要内容。
《原理》的高度是前所未有的，爱因斯坦说过：“至今还没有大概用一个同样无所不包的统一概念，来代替牛顿的关于宇宙的统一概念。而要是没有牛顿的明晰的体系，我们到现在为止所取得的收获就会成为不大概。”
《原理》一书是人类漫漫汗青长河中的瑰宝，显示了人类作为万物灵长的聪明，指引人类向星辰大海的新纪元迈进。
26
万有引力定律的争论
如果要选出最能代表人类这个种族的十本书，那么《原理》一定位列其中。固然它的第一版只印刷了不到一千册，但如今，《原理》已经发行了不止100版，译文险些涵盖了全天下的每一种文字。
就像达尔文的《物种劈头》和爱因斯坦的狭义和广义相对论刚出书时，理解者甚少，不乏攻讦者。人们对该书的反应不一样并且很猛烈，反对者也不乏其人。
当时围绕《原理》的争论，最富有代表性的就是万有引力定律，从质疑到一步步证明，它体现了《原理》被寻常人接受并理解的过程，其中还有不少风趣的事情值得一提。
《原理》问世后，万有引力定律引民了巨大反响，成为欧洲学术界的一大新闻。
笛卡尔学派在当时欧洲占据统治职位，该学派猛烈反对万有引力理论，万有引力理论从而担当了一系列严肃的考验。
双方辩论的第一个回合是地球外形的标题，这关系到引力定律能不能创建。
牛顿判断：地球由于绕轴自转，不大概是正球体，而只能是一个两级压缩，赤道隆起，像橘子一样的扁球体。然后牛顿的理论遭到了反对，巴黎天文台台长卡西尼宣布他在巴黎南北两地的测量的结果，认为地球弄像一个西瓜。
双方各执一词，认证也不肯服输。
后来，添置科学家先后派出两个远征测量队，一个到美洲的秘鲁，另一个前往北欧的拉普兰德，测定经线的弧长，原本他们去证明本身的理论是正确的，结果却事与愿违，反而证明了牛顿的理论才是对的。
根据万有引力定律的盘算，海王星和冥王星先后被发现。徐徐地，牛顿的理论在科学界取到了统治职位。
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皇家学会主席和《光学》
1697年1月，德国数学家莱布尼茨和瑞典数学家出了一个标题，如今被称为“最速降线标题”，他们向全欧的数学家征求解答。
1月底，牛顿接到了标题，尽管工作繁忙，回抵家已经精疲力竭，但他还是工作到早晨4点，把标题解决了才去就寝。
1703年，胡克去世。此时皇家学会处于日渐衰落的局面之中，谋划不善使唤学会趋于破产的边沿，而且连办公场所也险些不保。
学会内斗严重，造成了分裂与互相反目，自然哲学领域因为会员专注于伪医学研究而被倾轧到一边。1699年11月30日，皇家学会制止了继续下滑的轨道，在那一天的年度理事会改选中，牛顿先被选为理事 ，接着又当选为皇家学会主席。
后来不少汗青学家公认，若不是牛顿当选主席，皇家学会很大概在接下来的十年间解体。
1704年，一位朋侪发起牛顿把他光学方面的成就发表出来，牛顿出觉得此时是出书《光学》一书的最好机遇，就这样，《光学》一书正式出书了。
在当时的条件下，牛顿的光学实验不仅筹划巧妙，而且完成得相当精彩，他的定理都颠末了实验证明，体现了他严谨的科学态度。
《光学》一书的副标题是“关于光的反射、折射、拐折和颜色的论文”，这本书集中反映了他的光学成就。
28
巨人的去世
1713年，《自然哲学的数学原理》第二版出书了。
1722年，牛顿年近80岁了，一向身体健康的他也徐徐开始朽迈。这一年他生了一场病，无法根治，只能采用食品疗法。
1725年1月，牛顿旧病复发，已经恶化到不能实验造币厂的任务了。休养了一段时间后，牛顿感觉很多多少了，不外那里离皇家造币厂太远，上下班太远，颠末一番思虑，牛顿辞去了造币厂厂长的职务。
1726年，《原理》第三版准备出书，牛顿把编辑工作交给了年轻的数学家彭伯顿，这体现了牛顿提携后进的态度。
牛顿称得上是有史以来最伟大的天才：在数学上，他发明了微积分；在天文学上，他发现了万有引力定律；在力学中，他系统总结了三大运动定律；在光学，他发现了太阳光的光谱，发明了反射式望远镜。
一个人只要享有这里的任何一项成就，就足以名垂千古，而牛顿一个人做了全部这些工作。
1727年3月31日，牛顿在睡梦中与世长辞。
出葬那天，成千上万的市民和贵族夹道相送，人群中弥漫着悲伤的氛围。
牛顿被安葬在威斯敏斯特教堂，为他抬灵柩的有首席大法官蒙特罗斯公爵、罗克斯伯勒公爵，以及萨赛克斯伯爵、彭布罗克伯爵等。
4年之后，牛顿的后人为他在教堂一侧创建了一座巴洛克式的纪念碑，上面有一句话：让人类为曾经有过这样辉煌的光彩而欢呼吧！
诗人亚历山大·蒲析为牛顿写下了这段著名的墓志铭：自然与自然的定律，都隐藏在黑暗之中；天主说“让牛顿来吧！”于是，一切变为光明。
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