一、科学巨人的童年

在英国东南部林肯郡格兰汉姆镇南面，有个叫沃尔斯索普的小村子。17 世纪时，这里只有一座没落贵族留下的小小庄园，几家农户与 10 几间茅屋，河谷中潺潺的流水，犹如欢乐的歌声流经这座庄园，给小村增添了许多生气。要不是伊萨克·牛顿出生在这里，这个幽静的村庄也许会永远无声无息地隐匿在这偏僻的角落里。

公元 1642 年 12 月 25 日的圣诞节，一个婴儿诞生在庄园里。他非常瘦弱，所以在头几个星期，他的母亲必须在他的脖颈上系一块大围巾，以支撑他那小小的脑袋，使它不至于总是下垂。然而，正是这个小小的头颅里面，孕育着非凡的才智，它产生的思想和观点影响了以后几个世纪的科学发展。在他的一生中，充分显示了人类无以伦比的智慧，他是一位天才人物。他的名字叫伊萨克·牛顿。

牛顿出生的年代，正是欧洲的自然科学、社会科学向前跃进的变革时代。欧洲的科学，曾经有过辉煌的过去。在爱琴海地区，在古希腊，都产生

过一批批杰出的科学家，为人类的文明发展作出了巨大的贡献。然而从公元5 世纪，欧洲进入中世纪后，基督教会就统治了欧洲达 1000 年的时间。在这漫长的岁月之中，欧洲的科学被禁锢在宗教思想之中，教会不准做任何有违

《圣经》的科学研究。这时候，欧洲的科学只是教会恭顺的仆人，它不得超越宗教信仰所规定的界限，所以根本称不上是科学。

但从 15 世纪后叶开始，欧洲资本主义生产关系开始萌芽并发展，新兴的资产阶级以文艺复兴为号召，掀起了一场反封建、反宗教的滚滚浪潮。在以后的 200 年中，真正的科学也伴随着资本主义登上了新的历史舞台，以神奇的速度发展起来了。在牛顿之前，冲破桎梏的科学巨人接连不断地出现。

16 世纪前期，波兰的天文学家哥白尼，创立了不朽的太阳中心说，给教会坚持的地球中心说以沉重的打击。这一学说中明确提出：地球不是宇宙的中心，它是绕着自己的地轴自转，地球和其他行星都是绕太阳公转。这个理论一经发表，就引起了极大的震撼，它把被宗教教义所颠倒了的客观规律正了过来，从而引起了人类宇宙观的巨大革命。因此，哥白尼日心说的产生，成为近代自然科学诞生的标志，古典力学创立的先声。

继哥白尼之后，意大利哲学家布鲁诺，积极宣传日心说与无神论，最后触怒了基督教会，在 1600 年被教会极其野蛮地火焚于罗马百花广场。但他为科学献身的壮举，进一步激起了更多的仁人志士为悍卫科学与真理进行着不懈地奋斗。

不久，意大利科学家伽利略挺身而出。他认为：神干涉不了世界上的事物，自然界中的一切，都是按照自然规律发展的。伽利略主张应该运用科学实验和严谨的计算，去认识自然现象的原因与规律。他的观点，对后人产生了积极而深远的影响，伽利略也成为古典力学和近代实验物理学的先驱者。 17 世纪初，德国天文学家开普勒，通过了长时间的研究与观测，提出了

著名的行星运动三定律，对行星运动的轨迹进行了正确的理论描述。这就为后来牛顿在这方面作出的全面的科学解释而奠定了基础。

在同一时代，英国哲学家培根，对自然科学的研究方法，也进行了一场革命。他创立了唯物主义经验论，成为近代实验科学的鼻祖。培根把那些只知道搜集个别事实，却不进行总结、归纳的经验主义者，比作整日忙忙碌碌

而又无所作为的蚂蚁；把蔑视实验经验的教条主义者，比作只会从自己肚子里抽丝而没有实际能力的蜘蛛；他提倡应该如同蜜蜂，即会采集、又能整理、加工，酿出科学的“蜜”。因此，培根制订了完整的认识归纳法，这对于实验科学的发展起了重要的作用。

此外，也是在同一时期里，英国医生哈维发现了人体的血液循环；法国数学家笛卡尔创立了解析几何⋯⋯

这是一个科学踊动的大时代，牛顿正好遇上了。他出生的 1642 年，正是天才的科学家——伽利略去世的那年；似乎是为了补偿这一损失，历史给了世界一个同样非凡的天才人物。他的出现，更给这个风云际会的时代，增添了光芒四射的灿烂色彩。

牛顿的祖父与父亲都是通过自己辛勤劳动，使自己的家庭较为富裕的农民。但在牛顿出生前 3 个月，父亲就去世了；3 岁时，他的母亲改嫁给了一位善良的牧师。孩童时代的牛顿便在继父的资助下，和外祖母生活在一起。他的母亲经常回娘家看望自己的母亲和儿子，使小牛顿仍然拥有着母爱。

6 岁时，牛顿进入了本地一所很小的、只有一所房子的乡村小学读书。他的舅父很喜欢这个小外甥，对他的学习严格地督促，鼓励他好好学习。此时，舅父就发现小小年纪的外甥双手灵巧、脑筋灵活并善于思考，这使他很惊异。小牛顿就在沃尔斯索普度过了他的童年时光。跳跃的野兔、美丽的小鸟、小河里的游鱼、河边绿茵的草地⋯⋯都给幼年的牛顿留下了深刻的印象。

12 岁那年，牛顿进入格兰汉姆镇的皇家中学读书。可那里离家有 10 公

里，小小年纪的牛顿总不能每天往返 20 公里去上学，因此母亲和舅父商量后，就决定把牛顿寄养在镇上她的朋友克拉克夫人家中。就这样，牛顿寄住在克拉克夫妇家。克拉克夫妇经营着一家药店，那里有许多东西引起了小牛顿的兴趣，特别是各种各样的药品和化学用品；克拉克夫妇待牛顿很好，常教他一些初步的化学药品知识。于是牛顿就对化学产生了最初的兴趣。

克拉克先生曾经送给牛顿一本《艺术与自然的奥秘》。在这本书中，牛顿学会了制作焰火、简单的魔术道具，以及一些有趣的玩具。这本书还讲了如何绘图、调色，配漆等技术，使牛顿学到了基础科学的许多必备知识。凡是书中提到的有趣的东西，牛顿都要自己动手去做一遍。他在家中雕刻了一个观测日影用的日圭仪；仿效村里的风车，他制造了一个依靠吹气作动力的模型；根据“滴漏”的原理，他制成了一只计时水钟；另外，他还制作过四轮自动推椅、大型风筝等许多东西。

但在这一时期，由于牛顿把精力都用在了机械制造上，从而忽略了学校的课程，成绩很差。此外，他的身体也不十分强壮，性格沉默而爱好幻想，几乎没什么冒尖之处。正因为如此，老师和同学们都不怎么喜欢他。随着年龄的增长，牛顿也逐渐认识到了学习的重要性，而且他十分渴望老师与同学们对他的尊重，所以他开始努力学习各科功课。不久，他蕴藏的聪明才智开始发挥出来，老师和同学们都惊异地发现这个差等生学习迅速进步，一跃成为皇家中学的一名优等生。

1656 年，当牛顿 14 岁时，他的继父去世了，母亲再次寡居，只得带着她与后夫所生的一儿两女回到沃尔斯托普的旧居。此时，她非常需要人手帮她料理家务，耕种土地；当然，只有把牛顿召回家来，才能解决这个家的当务之急。所以，虽然母亲和舅父都不希望他中途退学，但由于当时英国正处于内战时期，地租重、雇人困难，最后还是不得不让牛顿辍学回家，帮助母

亲料理家务、干农活。

假如牛顿能专心于耕种，那他一定会成为一名合格的农民。但事实是，他对农业没有一点兴趣，他所渴望的，是读书和实验以及制造机械。1658 年夏季的一天，刮了一场大风暴，母亲担心谷仓的门没有锁牢，就叫牛顿去检查一下，可是半个小时过去了，还不见牛顿回来。母亲很着急，赶紧顶着暴风跑向谷仓，她惊讶地发现：仓库的门已倒在地上，而牛顿却从仓库的窗口跳下来，然后又爬回去，再跳下来⋯⋯每次都认真地记下落地的位置。母亲大声地问道：“孩子，你在干吗？”牛顿回答道：“我在测量大风的速度。妈妈，你看，当风很强的时候，我用同样的力气就会跳得远一点。”

母亲从这件事以及其他一些事情上，明白了牛顿的确不适宜在家干农活，经过与她的哥哥商量之后，最终决定把牛顿送回皇家中学，而且他们还商定了在孩子中学毕业后，再让他争取上剑桥大学深造，使他将来从事他喜爱的科学研究。这样，即使自己再苦再累，他们也心满意足了。

于是，牛顿高兴地重新回到格兰汉姆皇家中学，并在那里刻苦攻读了 3 年。现在保存下来的牛顿中学时代的几本笔记表明，他那时就已经对配色、几何原理、基础物理、甚至哥白尼的太阳中心说等问题，产生了浓厚的兴趣。在这期间，他的所有课程成绩都是优秀，成为学校公认的高才生。

1661 年，牛顿 19 岁时，从格兰汉姆皇家中学毕业，由于成绩优异，经校长斯托克斯的推荐，他以清寒学生的身份，进入了剑桥大学的三一学院读书。