最后能流芳百世的科学，他们所做的工作都具有开拓性，是某个学科方面的奠基者。牛顿就这样一位科学家，极具开拓的发现。

为什么牛顿会有这方面呢？牛顿说他是站在巨人的肩膀上。我们学习牛顿的经典理论，就是站在巨人的肩膀上啊！可为什么我们绝大多数人终其一生，也成为不了伟大的科学家。

1642年12月25日，当伟大的伽利略同志逝世了，他的灵魂来到了另外一个世界，那就是英国的乌尔索普的小村庄，一个注定要给自然哲学科学以量化描述，对伽利略理论发扬光大的牛顿诞生了。

小时候的牛顿，生活很孤独。在他出世的前2个月，他的父亲去世了，母亲后来嫁给了一位牧师，但牧师不喜欢牛顿。

牛顿只好和他的外婆一起生活。

小时候的牛顿爱画面，爱制作手工艺术品。

有时候，他会拿一根烧焦的树枝，在墙上细心地画着蝴蝶和野鸭子。他非常用心地画，家里的墙上，到处都是他画的画。

他画小鸟的姿势画的非常逼真。

牛顿迷上了木工活，只要有空闲的时间，他又是锯又是钉，刚开始的时候，他做出来的东西歪歪斜斜，慢慢地，他使用锯和刨子非常熟练。

他制作的小盒子小箱子也越来越好看。

牛顿的时代，读书识字的人不多，舅舅詹姆斯极力主张牛顿去读书。

外婆送牛顿到一所私立学校读书。然而牛顿和同学合不来，同学们给他起外号，老师也不喜欢牛顿，牛顿的成绩不好。

有一次，牛顿又在画画，他发现昨天画的仓库在石头上投的影子和今天的不一样。

他问舅舅，剑桥大学毕业的舅舅告诉他，通过影子的变化可以造个日晷钟，从影子的位置读出时间。

牛顿找来一块圆石，他用锤子砸，凿子凿，做出了日晷钟。

三百年过去了，当年牛顿制造的日晷钟依然在草丛中准确地指示着每一天的时间。

牛顿12岁的时候读中学，他寄读在一位她妈妈朋友的家中，妈妈朋友的丈夫是个药店老板，从他这里学到了许多化学的知识。

药店老板有很多藏书给牛顿看，他还教牛顿怎样配制各种药水。

药店老板有个女儿叫斯托丽，她和牛顿同岁，两小无猜，经常一起玩。

可惜的是，长大后的牛顿并没有和斯托丽结婚，对于整天沉浸在自己的科学思维王国的牛顿，斯托丽只能轻轻的叹息，她没有感受牛顿爱的追求。

牛顿这位启发人类智慧的天使，似乎是上帝额外的关注，牛顿优秀的基因没有被遗传下来。

牛顿终身未娶，和许多伟大的科学家一样，他孤独终老。感同身受啊！

斯托丽常常和牛顿一起玩，牛顿想制造个礼物送给她。于是他参观镇外的家磨坊店后，利用风力做动力，居然也可以磨出雪白的面粉。

牛顿仔细观察了磨盘、风车、齿轮和轴，把最重要的都画在纸上。牛顿这种行为，我13岁的时候也是这样，当时住在工地里的我，工地上有各种各样处理钢筋水泥的机械，我居然也都把它们一一给画出来，还美其名曰《机械学》，可惜后来不知丢哪里去了。可见十几岁的孩子是处在对新鲜事物最敏感最容易接受的时期。

斯托丽做牛顿的助手，帮他刨木板、锉木棍。很快牛顿就做出了同样可以用来磨米的机械。

风吹动风车带动里面的机械转动，麦粒从磨盘里进去，咯咯吱吱一阵响过，真的流出了白色的面粉。

斯托丽得到了她最美的礼物。

牛顿是什么时候开始热爱学习呢？是什么时候从热爱制作开始到理论程度的研究呢？

据说有这样一件事，对牛顿刺激很大。

牛顿同班有个同学叫乔治，人高马大爱欺负人。他对牛顿制造的小水车不屑一顾，他说：“你会制作水车，可你能说出其中的道理吗？”然后他又踢又踩把小水车给踩烂了。

暴怒的牛顿居然把乔治痛打了一顿，不过这件事也让牛顿明白了一个道理，是啊，我既然会造水车，为何会说不出其中的道理呢？

从此后，牛顿发奋学习，他要明白机械的工作原理。

药店的克拉克先生借给牛顿一本《人工与自然的秘密》书，书里面有许多有趣的知识，比如怎么调颜色、配油漆、造火焰、糊风筝等等，牛顿按照书里的介绍一样一样地实验。

当时的钟表非常的贵，每一个零件都要人工制造。牛顿决心做个简便操作的水钟。

水均匀的一滴一滴的滴进箱子，箱子里的木板慢慢浮了起来，牵动指针转动。如今小学科学课本里有类似牛顿当年制造的水钟，分两种类型。“受水型”和“泄水型”，受水型即多少时间把水壶里的水装满，而泄水型是用多少时间把水壶里的水泄掉，利用的都是等时性原理。

牛顿对学习越来越有兴趣，成绩也越来越好。牛顿对读书越来越入迷，以致于干农活的事怎么也干不好，要不是牛羊马识家，恐怕早就丢光了。

1658年16岁的牛顿离开了中学，离开了斯托丽，他回到了母亲的身边。一天北风呼啦啦的刮，牛顿在院子里顺着风在跳，然后又逆着风在跳，每跳一次，他就在地上画一个记号，还要量一量每次跳的距离。

这可是牛顿生平第一次在做测量风力和风速的物理实验。

舅舅看到后，对他的姐姐说：“这个孩子不是当农民的料，他应该成为一个学者。中学毕业后必须为他申请去剑桥大学读书。”

1660年牛顿又回到了中学就读，1661年6月牛顿成为剑桥大学三一学院的一名减费生。

古色古香的楼房，由巨大的灰色岩石砌成，校园绿草如茵，橡树高大挺拔，到处静悄悄，非常庄重。

牛顿来到大学，第一件事就去找学校图书馆里的巴罗教授。图书馆里到处都是书，牛顿满怀崇敬，他下决心不虚度光阴，好好利用这些书籍学知识。

可是巴罗教授和他的谈话对牛顿影响很大。

巴罗教授问：“古希腊亚里士多德认为重物比轻的掉的快，你认为呢？”

牛顿说：“我相信古人都话。”

巴罗教授又说：“伽利略曾做过实验证明了亚里士多德是错的。”

这让牛顿很惊讶，不能迷信经验，不能迷信课本，要试验，要事实。牛顿很幸运地遇到了一位开启他科学智慧的教授。

巴罗教授要牛顿先学习数学，学习欧几里得的《几何原理》。他还把自己翻译的数学著作借给牛顿看。

牛顿读完了欧几里得《几何读本》后，又读了法国数学家笛卡尔的数学、三角形，德国天文学家开普勒等著作的书。他做了大量的读书笔记。

由于不迷信权威，牛顿经过反复推敲和深思熟虑，毫不客气对某些公认的结论批注“错误”。

在剑桥大学，牛顿从学习到研究，从求知到探索，取得了令人瞩目的成果。

1664年，受瓦里斯《无限算术》的影响，牛顿经过反复的思考，他在1665年发现了著名的二项式定理。而我国比牛顿早六百年的北宋时期的贾宪也研究过二项式定律，但和牛顿比起来，只能算是二项式定律中的特例。

如何计算变化的量的变化呢？当时数学还没有解决的办法。牛顿自创了把变化的数称为流数，把变化时增加的量称为“流”，为创立微积分迈出了关键的一步。

在大学牛顿少年时代爱好木工的手艺给了牛顿做科学实验很大帮助。他能自己研磨凸透镜和凹透镜。

1665年4月牛顿获得剑桥大学学士学位。而这年英国发生了可怕的鼠疫，通过老鼠和跳蚤的传播，四十多万的伦敦一个月里就死了七万多人。学校采取应急方案，让所有的师生都离开，学生们都迫不及待的逃回家乡。牛顿也回到了乌尔索普的家里，利用学校带来的仪器，牛顿继续学习和研究。

为了躲避鼠疫，牛顿在乌尔索普住了十八个月。他充分利用每一天时间，取得了震惊世界的三项科研成果。

第一项成果是三棱镜对白光的分解与合成实验。明亮的阳光透过三棱镜照在墙上，墙上出现了鲜艳的彩色光斑。从下往上依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色，射入的白光遇到三棱镜被分解成为单色光，单色光经过另外一块三棱镜又可以复合成白光。各种单色光互相混合又能生成其他不同颜色的光。

当时没有人做过这方面的试验，也没有这方面的著作。牛顿建立起了自己的光学理论。

第二项的成果就是牛顿研究微积分。数学是研究数量和性状的科学，很久以来，数学研究的是不会变的常量。对于不断变化的数即变量如何研究，人们还不能精确地计算。

牛顿利用自己提出的“流数”“流率”可以用来计算变量，求曲线的长度和曲面的面积。现在我们把“流数”和“流率”统称为微积分，牛顿是微积分的创始人。

第三个发现就是万有引力定律。24岁的牛顿为了解决引力和距离引力和质量的关系，不知用去了多少个难眠之夜，终于发现了万有引力和质量成正比与距离的平方成反比的自然规律。

1667年经过18个月的避难，牛顿回到了剑桥大学，他被任命为研究员，有了一定收入的牛顿更加专心致志地进行科学研究了。

1669年27岁的牛顿在巴罗教授的推荐下，接替他成了一名数学讲座的教授。牛顿逐渐成长，成了科学界点一颗灿烂巨星。

1670年，有手工艺才能牛顿决心自己制作一台望远镜。1608年荷兰人发明的望远镜，边缘就像三棱镜一样会对光进行分解出现色散影响更好的观察。牛顿决定改用凹面镜，看看效果会如何。

他自己动手熔化铜合金，亲自打磨，磨成了一个亮晶晶的凹面镜，很块他制作了反射式望远镜。凹面镜直径大约2.54厘米，约一个乒乓球的直径差不多，这架望远镜的放大倍数达到40倍。

牛顿发明的反射式望远镜轰动了剑桥大学，他的名字也迅速远播。至今这架望远镜还珍藏在伦敦。

哈雷是一位年轻的天文学家，有一次他来到剑桥大学牛顿的实验室，他问牛顿行星运行的轨道。牛顿说他计算过是椭圆形，哈雷恳请牛顿计算给他看，结果牛顿居然密密麻麻写了9页，翔实地论证，逻辑严密地推导了行星椭圆形的运行轨道。

哈雷看了非常激动，建议牛顿把成果尽快地发表出来。

牛顿从抽屉里拿出一大叠《论运动》的手稿交给哈雷看，哈雷非常高兴，他建议尽快地发表关于运动科学规律的发现，可是出版科学著作需要钱，哈雷亲自为牛顿募捐，还为牛顿的书做插图制表格，跑印刷所，一字一句认真校对。正是哈雷的全力支持，《自然哲学的数学原理》在1687年终于问世了，牛顿总结和分析了自己二十多年的研究成果，提出了自己的科学观点，建立了近代经典物理学的体系。这里面就牛顿的三大运动定律。特别是第三卷《宇宙体系》是力学在天文学上的运用，是最重要也是最辉煌的部分，解释了行星慧星的运动，以及潮汐形成的原因。

如今任何一个国家，任何一所学校，每一个学生的物理课本里都闪烁着牛顿的智慧。为了纪念牛顿的开拓性发现的贡献，把力的单位称为牛顿，1牛顿重力相当于两个鸡蛋的重量。

根据牛顿的万有引力定律，我们可以算出人造卫星绕地球转的至少速度，也可以算出行星绕太阳转的至少速度，以及逃离太阳系的至少速度。

近朱者赤近墨者黑，哈雷根据牛顿的《论运动》理论，他经过二十多年的努力，预言了一颗“哈雷”慧星轨道和运行周期，1986该慧星曾飞临过地球，2061年哈雷慧星将再次飞过地球。

1705年63岁的牛顿获得英国女王授予的“爵士”称号。晚年热衷于考证《圣经》里的历史事件，研究神学寻找上帝，这花费了他大量的时间，当然他没有找到上帝。

1727年3月20日，85岁的牛顿在睡眠中停止了心脏的跳动，他被安葬在轮墩教堂的墓地里。

牛顿曾说过自己只是站在巨人的肩膀上，所以看得比别人远一些。牛顿建立了近代的自然科学体系，如果没有近代科学就没有后来的工业革命，就不会发生天翻地覆的变化和人类历史的大进步。

正如牛顿说的那样，他只是在海边玩耍偶尔捡到几块美丽的贝壳而已，而真理的大海他一无所知。

孩子们，我们是否也具有开拓性的科学素养呢？开拓首创去发现科学海洋里的真理。