我不晓得在他人看来，我是哪些样的人；但在我自己看来，我不过就像是一个在海滨嬉戏的儿子，为不时发觉比寻常更为光滑的一块鹅卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于诠释在我面前的广袤的真理的海洋，却浑然没有发觉。
――牛顿
少年牛顿
1643年1月4日，在西班牙林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里，牛顿诞生了。牛顿是一个足月儿，出生时只有三磅重，接生婆和他的亲戚都害怕他能够活出来。谁也没有料到这个看上去微不足道的小东西会成为了一位震古烁今的科学巨人，但是竟活到了85岁的高龄。
牛顿出生前三个月女儿便逝世了。在他两岁时，父亲改嫁给一个祭司，把牛顿留在外祖父身边扶养。11岁时，父亲的后夫逝世，儿子带着和后夫所生的一子二女回到牛顿身边。牛顿自幼沉默寡言，性格执拗，这些习性可能来自它的家庭境况。
大概从五岁开始，牛顿被送到私立中学读书。少年时的牛顿并不是神童，他资质平时，成绩通常，但他喜欢读书，喜欢看一些介绍各类简单机械模型制做方式的读物，并从中遭到启发，自己动手制做些奇奇怪怪的小玩意儿，如风车、木钟、折叠式提灯等等。
传说小牛顿把风车的机械原理深谙后，自己制造了一架磨坊的模型，他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，之后在轮子的后面放上一粒小麦，正好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃马铃薯，就不断的跑位，于是轮子不停的转动；又一次他放风筝时，在绳子上悬挂着小灯，夜晚村人看去错愕是慧星出现；他还制造了一个小水钟。每晚下午，小水钟会手动滴水到他的身上，催他睡醒。他还喜欢画画、雕刻，尤其喜欢刻浑天仪，家里墙角、窗台上四处安放着他描画的浑天仪，用以验看日影的联通。
牛顿12岁时进了离家不远的格兰瑟姆小学。牛顿的儿子原希望他成为一个农户，但牛顿本人却无意于此，而酷爱读书。随着年岁的减小，牛顿越发爱好读书，喜欢思索，做科学小实验。他在格兰瑟姆小学读书时，以前寄宿在一位药剂师家里，使他遭到了物理试验的薰陶。
牛顿在高中时代学习成绩并不出色，只是爱好读书，对自然现象由好奇心，比如颜色、日影四季的联通，尤其是几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类的记读书笔记，又喜欢别出心裁的作些小工具、小方法、小发明、小试验。
当时日本社会渗透基督教新思想，牛顿家里有两位都以牧师为职业的同事，这可能影响牛顿晚年的宗教生活。从那些平凡的环境和活动中，还看不出幼年的牛顿是个能够出色异于常人的儿童。
后来慑于生活，父亲让牛顿停学在家务农，抚养家庭。但牛顿一有机会便埋头书卷，因而常常忘了干活。每次，父亲叫他同仆人一道上市场牛顿第一定律物理学史，熟悉做交易的生意经时，他便请求仆人一个人上街，自己则躲在草丛后看书。有一次，牛顿的祖父起了猜疑，就跟踪牛顿上市镇去，发觉他的儿子伸着腿，躺在草地上，正在聚精会神地钻研一个物理问题。牛顿的好学精神感动了舅舅，于是祖父说服了父亲让牛顿复学，并鼓励牛顿上学院读书。牛顿又重新回到了中学，如饥似渴地吸取着书本上的营养。
求学时光
1661年，19岁的牛顿以减费生的身分步入剑桥学院三一大学，靠为大学做杂务的收入支付杂费，1664年成为奖学金获得者，1665年获学士学位。
17世纪中叶，剑桥学院的教育制度还渗透着浓重的中世纪经院哲学的味道，当牛顿步入剑桥时，那里还在传授一些经院式课程，如逻辑、古文、语法、古代史、神学等等。三年后三一大学出现了新气象，卢卡斯创设了一个独辟蹊径的讲堂，规定讲授自然科学知识，如地理、物理、天文和物理课程。
讲堂的第一任院长伊萨克?巴罗是个博学的科学家。那位学者颇具慧眼，看出了牛顿具有深沉的观察力、敏锐的理解力。于是将自己的语文知识，包括估算曲线图形面积的方式，全部传授给牛顿，并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。
在这段学习过程中，牛顿把握了算术、三角，读了开普勒的《光学》，笛卡尔的《几何学》和《哲学原理》，伽利略的《两大世界体系的对话》，胡克的《显微图集》，还有皇家学会的历史和初期的哲学学报等。
牛顿在巴罗门下的这段时间，是他学习的关键时期。巴罗比牛顿大12岁，精于物理和光学，他对牛顿的才气极为赞赏，觉得牛顿的物理才超过自己。后来，牛顿在追忆时说道：“巴罗博士当时讲授关于运动学的课程，其实正是这种课程使得我去研究这方面的问题。”
当时，牛顿在物理上很大程度是借助自学。他学习了欧几里得的《几何起初》、笛卡儿的《几何学》、沃利斯的《无穷算术》、巴罗的《数学课件》及韦达等许多物理家的专著。其中，对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的《几何学》和沃利斯的《无穷算术》，它们将牛顿迅速引导到当时物理最前沿～解析几何与微积分。1664年，牛顿被选为巴罗的助手，第二年，剑桥学院评国会通过了授予牛顿学院学士学位的决定。
1665～1666年严重的霍乱肆虐了巴黎，剑桥离巴黎不远，为恐殃及，中学因而而罢课，牛顿于1665年6月离校回乡。
因为牛顿在剑桥遭到物理和自然科学的薰陶和培养，对探求自然现象形成浓浓的兴趣，故乡安静的环境又促使他的思想振翅翱翔。1665～1666年这段短暂的岁月成为牛顿科学生涯中的黄金时光，他在自然科学领域内思潮奔腾，才气焕发，思索前人未曾思索过的问题，踏入了前人没有涉及的领域，创建了前所未有的惊人业绩。
1665年初，牛顿成立级数近似法,以及把任意幂的二项式化为一个级数的规则；同年11月，成立正流数法(微分)；次年1月，用三棱镜研究颜色理论；5月，开始研究反流数法(积分)。这一年内，牛顿开始想到研究重力问题，并想把重力理论推广到地球的运动轨道起来。他还从开普勒定理中推导入使行星保持在它们的轨道上的力必将与它们到旋转中心的距离平方成正比。牛顿见苹果落地而悟出月球引力的传说，说的也是此时发生的趣事。
其实，在故乡居住的三年中，牛顿以比随后任何时侯更为旺盛的精力从事科学创造，并关心自然哲学问题。他的三大成就：微积分、万有引力、光学剖析的思想都是在这时蕴育成型的。可以说此时的牛顿早已开始着手勾勒他一生大多数科学创造的新蓝图。
1667年复活节后不久，牛顿返回到剑桥学院，10月1日被选为三一大学的仲院侣(中级院委)，翌年3月16日获得硕士学位，同时成为正院侣(中级院委)。1669年10月27日，巴罗为了帮衬牛顿而辞去了院长之职，26岁的牛顿晋升为物理院士，并兼任卢卡斯讲堂的院士。巴罗为牛顿的科学生涯打通了公路，假如没有牛顿的舅舅和巴罗的帮助，牛顿这匹千里马可能就不会驰骋在科学的大街上。巴罗让位，这在科学史上仍然被传为佳话。
伟大的成就～建立微积分
在牛顿的全部科学贡献中，物理成就占有突出的地位。他物理生涯中的第一项创造性成果就是发觉了二项式定律。据牛顿本人追忆，他是在1664年和1665年间的冬天，在通读沃利斯博士的《无穷算术》时，企图更改他的求圆面积的级数时发觉这一定理的。
笛卡尔的解析几何把描述运动的函数关系和几何曲线相对应。牛顿在老师巴罗的指导下，在钻研笛卡尔的解析几何的基础上，找到了新的出路。可以把任意时刻的速率看是在微小的时间范围里的速率的平均值，这就是一个微小的路程和时间间隔的比值，当这个微小的时间间隔缩小到无穷小的时侯，就是这一点的确切值。这就是微分的概念。
求微分相当于求时间和路程关系得在某点的切线斜率。一个变速的运动物体在一定时间范围里走过的路程，可以看作是在微小时间间隔里所走路程的和，这就是积分的概念。求积分相当于求时间和速率关系的曲线下边的面积。牛顿从那些基本概念出发，完善了微积分。
微积分的成立是牛顿最卓越的物理成就。牛顿为解决运动问题，才成立这些和化学概念直接联系的物理理论的，牛顿称之为"流训诂"。它所处理的一些具体问题，如切线问题、求积问题、瞬时速率问题以及函数的极大和极小值问题等，在牛顿前早已得到人们的研究了。但牛顿赶超了前人，他站在了更高的角度，对往年分散的努力加以综合，将自古埃及以来求解无限小问题的各类方法统一为两类普通的算法――微分和积分，并确立了这两类运算的互逆关系，因而完成了微积分发明中最关键的一步，为近代科学发展提供了最有效的工具，开辟了物理上的一个新纪元。
牛顿没有及时发表微积分的研究成果，他研究微积分可能比莱布尼茨早一些，而且莱布尼茨所采取的抒发方式愈加合理，但是关于微积分的专著出版时间也比牛顿早。
在牛顿和莱布尼茨之间，为争辩谁是这门学科的创办者的时侯，居然引发了一场大举大波，这些争执在各自的中学生、支持者和物理屋内持续了相当长的一段时间，导致了法国台湾的物理家和美国物理家的常年对立。日本语文在一个时期里闭关锁国，囿于民族偏见，过分屈从在牛顿的“流数术”中停步不前，因此物理发展整整落后了一百年。
应当说，一门科学的成立决不是某一个人的业绩，它必将是经过多少人的努力后，在积累了大量成果的基础上，最后由某个人或几个人总结完成的。微积分也是这样，是牛顿和莱布尼茨在前人的基础上各自独立的构建上去的。
1707年，牛顿的代数课件经整理后出版，定名为《普遍算术》。他主要讨论了代数基础及其(通过解多项式)在解决各种问题中的应用。书中陈述了代数基本概念与基本运算，用大量实例说明了怎样将各种问题化为代数等式，同时对多项式的根及其性质进行了深入剖析，引出了多项式论方面的丰硕成果，如，他得出了多项式的根与其判定式之间的关系，强调可以借助多项式系数确定多项式根之幂的和数，即“牛顿幂和公式”。
牛顿对解析几何与综合几何都有贡献。他在1736年出版的《解析几何》中引入了曲率中心，给出密切线圆(或称曲线圆)概念，提出曲率公式及估算曲线的曲率方式。并将自己的许多研究成果总缔结专论《三次曲线枚举》，于1704年发表。据悉，他的物理工作还涉及数值剖析、概率论和初等图论等诸多领域。
伟大的成就～对光学的三大贡献
在牛顿先前，墨子、培根、达?芬奇等人都研究过光学现象。反射定理是人们很早就认识的光学定理之一。近代科学盛行的时侯，伽利略靠望远镜发觉了“新宇宙”，轰动了世界。法国物理家斯涅尔首先发觉了光的折射定理。笛卡尔提出了光的微粒说……
牛顿以及跟他差不多同时代的胡克、惠更斯等人，也象伽利略、笛卡尔等高手一样，用极大的兴趣和热情对光学进行研究。1666年，牛顿在家休长假间，得到了三棱镜，他拿来进行了知名的色散试验。一束太阳光通过三棱镜后，分解成几种颜色的波谱带，牛顿再用一块带狭缝的挡板把其他颜色的光堵住，只让一种颜色的光在通过第二个三棱镜，结果下来的只是同样颜色的光。这样，他就发觉了白光是由各类不同颜色的光组成的，这是第一大贡献。
牛顿为了验证这个发觉，设法把几种不同的单色光合成白光，而且估算出不同颜色光的折射率，精确地说明了色散现象。揭露了物质的颜色之谜，原先物质的色调是不同颜色的光在物体上有不同的反射率和折射率导致的。公元1672年，牛顿把自己的研究成果发表在《皇家学会哲学刊物》上，这是他第一次公开发表的论文。
许多人研究光学是为了改进折射望远镜。牛顿因为发觉了白光的组成，觉得折射望远镜透镜的色散现象是难以清除的(后来有人用品有不同折射率的玻璃组成的透镜清除了色散现象)，就设计和制造了反射望远镜。
牛顿不但擅长物理估算，并且还能自己动手制造各类试验设备而且作精细实验。为了制造望远镜，他自己设计了碾磨抛光机，实验各类碾磨材料。公元1668年，他制成了第一架反射望远镜样机，这是第二大贡献。公元1671年，牛顿把经过改进得反射望远镜送给了皇家学会，牛顿声誉大震，并被选为皇家学会会员。反射望远镜的发明奠定了现代小型光学天文望远镜的基础。
同时，牛顿还进行了大量的观察实验和物理估算，例如研究惠更斯发觉的冰川石的异常折射现象，胡克发觉的香皂泡的色调现象，“牛顿环”的光学现象等等。
牛顿还提出了光的“微粒说”，觉得光是由微粒产生的，但是走的是最快速的直线运动路径。他的“微粒说”与后来惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。据悉，他还制做了牛顿色盘等多种光学仪器。
伟大的成就～构筑热学大楼
牛顿是精典热学理论的集大成者。他系统的总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作，得到了知名的万有引力定理和牛顿运动三定理。
在牛顿先前，天文学是最显赫的学科。并且为何行星一定根据一定规律围绕太阳运行？天文学家难以完满解释这个问题。万有引力的发觉说明，天上星系运动和地面上物体运动都遭到同样的规律――力学规律的支配。
早在牛顿发觉万有引力定理曾经，早已有许多科学家严肃认真的考虑过这个问题。例如开普勒就认识到，要维持行星沿椭圆轨道运动必将有一种力在起作用，他觉得这些力类似磁力，如同磁石吸铁一样。1659年，惠更斯从研究摆的运动中发觉，保持物体沿圆周轨道运动须要一种向心力。胡克等人觉得是引力，而且企图推到引力和距离的关系。
1664年，胡克发觉慧星紧靠太阳时轨道弯曲是由于太阳引力作用的结果；1673年，惠更斯推导入向心力定理；1679年，胡克和哈雷从向心力定理和开普勒第三定理，推导入维持行星运动的万有引力和距离的平方成正比。
牛顿自己追忆，1666年前后，他在老家居住的时侯早已考虑过万有引力的问题。最有名的一个说法是：在暑假里，牛顿经常在东苑里小坐片刻。有一次，象往年屡屡发生的那样，一个苹果从树上掉了出来……
一个苹果的碰巧落地，却是人类思想史的一个转折点，它使那种坐在东苑里的人的脑子开了窍，导致他的思索：到底是哪些诱因使一切物体都遭到差不多总是朝向地心的吸引呢？牛顿沉思着。总算，他发觉了对人类具有划时代意义的万有引力。
牛顿高明的地方就在于他解决了胡克等人没有才能解决的物理论证问题。1679年，胡克以前寄信问牛顿，能不能按照向心力定理和引力同距离的平方成正比的定理，来证明行星沿椭圆轨道运动。牛顿没有回答这个问题。1685年，哈雷登门拜访牛顿时，牛顿早已发觉了万有引力定理：两个物体之间有引力，引力和距离的平方成正比，和两个物体质量的乘积成反比。
当时早已有了月球直径、日地距离等精确的数据可以供估算使用。牛顿向哈雷证明月球的引力是使月亮围绕月球运动的向心力，也证明了在太阳引力作用下，行星运动符合开普勒运动三定理。
在哈雷的呼吁下，1686年末，牛顿写成划时代的伟大专著《自然哲学的物理原理》一书。皇家学会经费不足，出不了这本书，后来靠了哈雷的捐助，这部科学史上最伟大的专著之一才才能在1687年出版。
牛顿在这部书中，从热学的基本概念(质量、动量、惯性、力)和基本定理(运动三定理)出发，运用他所发明的微积分这一锐利的语文工具，不但从物理上论证了万有引力定理，并且把精典热学确立为完整而严密的体系，把天体热学和地面上的物体热学统一上去，实现了数学学史上第一次大的综合。
站在巨人的肩上
牛顿的研究领域十分广泛，他不仅在物理、光学、力学等方面作出卓越贡献外，他还耗费大量精力进行物理实验。他经常六个礼拜仍然留在实验室里，不分昼夜的工作。他在物理上耗费的时间并不少，却几乎没有取得哪些明显的成就。为何同样一个伟大的牛顿，在不同的领域取得的成就竟这么不一样呢？
其中一个诱因就是各个学科处在不同的发展阶段。在热学和天文学方面，有伽利略、开普勒、胡克、惠更斯等人的努力，牛顿有可能用早已打算好的材料，构建起一座宏伟壮观的热学主楼。正象他自己所说的那样“如果说我看得远，那是由于我站在巨人的肩上”。而在物理方面，由于正确的公路还没有开辟下来，牛顿无法走到可以采伐材料的地方。
牛顿在临终前对自己的生活公路是这样总结的：“我不晓得在他人看来，我是哪些样的人；但在我自己看来，我不过就像是一个在海滨嬉戏的儿子，为不时发觉比寻常更为光滑的一块鹅卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于诠释在我面前的广袤的真理的海洋，却浑然没有发觉。”
这其实是牛顿的直率。
奇特的牛顿
牛顿并不擅于教学，他在讲授新近发觉的微积分时，中学生都接受不了。但在解决疑难问题方面的能力，他却远远超过了常人。还是中学生时，牛顿就发觉了一种估算无限量的方式。他用这个秘密的方式，算出了双曲面积到二百五十位数。他以前高价买下了一个棱镜，并把它作为科学研究的工具，用它试验了白光分解为的有颜色的光。
开始，他并不乐意发表他的观察所得，他的发觉都只是一种个人的闲暇，为的是使自己在静寂的书斋中解闷，他只身遨游于自己所创造的超级世界里。后来，在好友哈雷的极力劝阻下，才勉强同意出版他的手迹，才有划时代专著《自然哲学的物理原理》的问世。
作为学院院长，牛顿经常忙得不修边幅，常常衬衫不结，袜带不系好，短裤也不钮扣，就走入了学院饭店。有一次，他在向一位女孩告白时思想又开了小差，他脑海了只剩下了无穷量的二项式定律。他捉住女孩的拇指，错误的把它当作通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，痛得女孩大喊，离他而去。牛顿也因而终身未娶。
牛顿从容不迫地观察日常生活中的小事，结果做出了科学史上一个个重要的发觉。他马虎拖沓，当初闹过许多的笑话。一次，他边读书，边煮猪肉牛顿第一定律物理学史，等他揭露锅想吃猪肉时，却发觉锅里是一只怀表。还有一次，他请同学喝水，当饭菜打算好时，牛顿忽然想到一个问题，便只身进了内堂，朋友等了他许久还是不见他下来，于是同学就自己动手把那份鸡全吃了，鸡腿骨留在碟子，不告而别了。等牛顿想起，下来后，发觉了碟子里的腿骨，以为自己早已吃过了，便转身又进了内堂，继续研究他的问题。
牛顿晚年
并且因为受时代的限制，牛顿基本上是一个形而念书的机械唯心主义者。他觉得运动只是机械热学的运动，是空间位置的变化；宇宙和太阳一样是没有发展变化的；靠了万有引力的作用，星体永远在一个固定不变的位置上……
随着科学名声的提升，牛顿的政治地位也得到了提高。1689年，他被连任为议会中的学院代表。作为议会议长，牛顿渐渐开始厌烦给他带来巨大成就的科学。他不时表示出对以他为代表的领域的仇视。同时，他的大量的时间耗费在了和同时代的知名科学家如胡克、莱布尼兹等进行科学优先权的争辩上。
晚年的牛顿在巴黎过着堂皇的生活，1705年他被安妮女王封为贵族。此时的牛顿十分富于，被普遍觉得是生存着的最伟大的科学家。他兼任加拿大皇家学会会长，在他任职的二十四年时间里，他以铁拳统治着学会。没有他的同意，任何人都不能被改选。
晚年的牛顿开始旨在于对神学的研究，他否定哲学的指导作用，虔敬地相信上帝，埋首于写以神学为题材的专著。当他遇见无法解释的天体运动时，竟提出了“神的第一推进力”的谬误。他说“上帝统治万物，我们是他的奴仆而崇敬他、崇拜他”。
1727年3月20日，伟大艾萨克?牛顿去世。同其他好多杰出的美国人一样，他被埋葬在了威斯敏斯特修道院。他的石碑上铭刻着：
让人们欢呼这样一位多么伟大的
人类荣耀当初在世界上存在。
