一、少年时代

1643年1月4日，艾萨克·牛顿出生于英格兰林肯郡伍尔索普村的伍尔索普庄园。当时英格兰尚未采用教皇的格里高利历，因此他的生日被记载为1642年的圣诞节（12月25日）。牛顿出生前三个月，他同样名为艾萨克的父亲不幸去世，留下了他的母亲汉娜·艾斯库独自一人抚养这个早产且非常瘦小的孩子。据传闻，汉娜曾说过，牛顿刚出生时小得可以把他装进一夸脱的马克杯中。这种早产的体质使得牛顿在童年时期显得格外脆弱，但也可能激发了他后来对科学和自然现象的强烈兴趣。

牛顿三岁时，母亲汉娜改嫁给了邻村的巴纳巴斯·史密斯牧师，并搬进了史密斯的家中。牛顿因此被托付给外祖母玛杰里·艾斯库照顾。年幼的牛顿对母亲的改嫁感到非常不满，他对继父巴纳巴斯·史密斯也充满了敌意。这种情感在他的日记中有所体现，他曾写道：“威胁我的继父与生母，要把他们连同房子 一 齐 烧掉。” 这种敌意虽然反映了他内心的痛苦，但也可能促使他在孤独中寻找自我安慰和兴趣所在。

1648年，牛顿被送到附近的村庄学校接受基础教育。少年时期的牛顿并不是一个神童，他的学习成绩平平，甚至有时表现不佳。然而，他对书籍和知识的热爱却日益增长。他特别喜欢阅读关于机械模型制作的书籍，这些书籍激发了他对机械原理的兴趣。牛顿开始动手制作各种小玩意，如风车、木钟和折叠式提灯等。这些自制的玩具不仅锻炼了他的动手能力，也培养了他的创新思维。

据说，牛顿在掌握了风车的机械原理后，自己制造了一架磨坊的模型。为了使模型运转起来，他将一只老鼠绑在一架有轮子的踏车上，并在轮子的前面放置了一粒玉米，正好是老鼠够不到的位置。老鼠为了吃到玉米，不断地跑动，从而带动轮子不停地转动。这个创意不仅展示了牛顿对机械原理的深刻理解，也体现了他独特的想象力和实验精神。

除了机械模型，牛顿还对其他科学实验表现出浓厚的兴趣。有一次，他放风筝时在绳子上悬挂了一盏小灯，夜晚时村里的居民看到天空中飘动的灯光，惊疑不已，以为是彗星出现。牛顿还喜欢绘画和雕刻，尤其是刻制日晷。他在家中的墙角、窗台上到处安放着他亲手刻画的日晷，用来观察日影的移动。

二、求学时期

1654年，11岁的艾萨克·牛顿离开家乡伍尔索普，前往距离十几公里远的金格斯皇家中学就读。这所中学是他求学生涯的重要起点。牛顿的母亲汉娜原本希望他成为一名农民，继承家族的农业事业，但牛顿本人对农业毫无兴趣，他酷爱读书，对知识有着强烈的渴望。在金格斯皇家中学，牛顿的学习成绩非常突出，他对自然现象充满好奇心，特别是对颜色、日影四季的移动以及几何学和哥白尼的日心说等科学问题表现出浓厚的兴趣。

在中学期间，牛顿曾经寄宿在药剂师威廉·克拉克的家中。克拉克的药店不仅为牛顿提供了一个安静的学习环境，还让他接触到了化学实验。这段经历对牛顿的科学兴趣产生了深远的影响。他开始尝试各种小实验，制作小工具和小发明，如用木箱和玻璃瓶制成的水钟，通过控制水流来定时唤醒自己。这种自制的水钟不仅展示了牛顿的创造力，也反映了他对精确测量和时间管理的重视。

牛顿在中学的学习生活充满了对知识的追求。他分门别类地记录读书笔记，喜欢进行各种小实验和小发明。有一次，牛顿的舅父詹姆士对他产生了怀疑，便跟踪他到市镇上去。结果发现，牛顿伸着腿，躺在草地上，聚精会神地钻研一个数学问题。牛顿的好学精神感动了舅父，舅父劝说母亲让牛顿继续上学，并鼓励他上大学读书。牛顿的母亲最终同意了，牛顿得以重返学校，继续他的求学之路。

尽管牛顿在金格斯皇家中学表现出色，但由于家庭经济困难，母亲还是决定让他停学回家务农，赡养家庭。牛顿虽然顺从了母亲的安排，但内心依然渴望学习。他一有机会便埋头书卷，经常忘记干活。每次母亲派他和佣人一起去市场，熟悉做生意的技巧时，他总是恳求佣人独自去市场，自己则躲在树丛后看书。有一次，牛顿在暴风雨中跑来跑去测验风力，全身湿透，母亲见状惊呆了，担心他真的疯了。在舅父的劝说下，母亲终于同意牛顿继续上学。

1661年6月3日，18岁的牛顿从金格斯皇家中学毕业，考入了剑桥大学三一学院。在剑桥大学，牛顿的学习环境发生了显着变化。当时的三一学院仍然以亚里士多德的学说为基础进行教学，但牛顿对这种传统教育方式并不满意。幸运的是，他在三年级时遇到了一位对他的学术生涯产生重大影响的导师——伊萨克·巴罗教授。巴罗教授是英国第一位获得“卢卡斯数学教授席位”的学者，他将哥白尼、开普勒、伽利略和笛卡儿的近代自然科学理论和研究方法传授给学生。巴罗教授很快发现了牛顿的天赋，举荐他为研究生。