艾薩克·牛頓（Isaac Newton 1642.12.25——1727.3.20.）
英國物理學家、數學家、天文學家和自然哲學家。
【簡介】
最負盛名的數學家、科學家和哲學家，同時是英國當時鍊金術熱衷者。
他在1687年7月5日發表的《自然哲學的數學原理》裡提出的萬有引力定律以及他的牛頓運動定律是經典力學的基石。牛頓還和萊布尼茨各自獨立地發明了微積分。他總共留下了50多萬字的鍊金術手稿和100多萬字的神學手稿。英國物理學家牛頓的智商：190
少年牛頓
1643年1月4日，在英格蘭林肯郡小鎮沃爾索浦的一個自耕農家庭裡，牛頓誕生了。牛頓是一個早產兒，出生時只有三磅重，接生婆和他的親人都擔心他能否活下來。誰也沒有料到這個看起來微不足道的小東西會成為了一位震古爍今的科學巨人，並且竟活到了85歲的高齡。牛頓出生前三個月父親便去世了。在他兩歲時，母親改嫁給一個牧師，把牛頓留在外祖母身邊撫養。11歲時，母親的後夫去世，母親帶著和後夫所生的一子二女回到牛頓身邊。牛頓自幼沉默寡言，性格倔強，這種習性可能來自它的家庭處境。
大約從五歲開始，牛頓被送到公立學校讀書。少年時的牛頓並不是神童，他資質平常，成績一般，但他喜歡讀書，喜歡看一些介紹各種簡單機械模型製作方法的讀物，並從中受到啟發，自己動手製作些奇奇怪怪的小玩意，如風車、木鐘、摺疊式提燈等等。
傳說小牛頓把風車的機械原理摸透後，自己製造了一架磨坊的模型，他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上，然後在輪子的前面放上一粒玉米，剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不斷的跑動，於是輪子不停的轉動；又一次他放風箏時，在繩子上懸掛著小燈，夜間村人看去驚疑是彗星出現；他還製造了一個小水鍾。每天早晨，小水鍾會自動滴水到他的臉上，催他起床。他還喜歡繪畫、雕刻，尤其喜歡刻日晷，家裡牆角、窗臺上到處安放著他刻畫的日晷，用以驗看日影的移動。
牛頓12歲時進了離家不遠的格蘭瑟姆中學。牛頓的母親原希望他成為一個農民，但牛頓本人卻無意於此，而酷愛讀書。隨著年歲的增大，牛頓越發愛好讀書，喜歡沉思，做科學小實驗。他在格蘭瑟姆中學讀書時，曾經寄宿在一位藥劑師家裡，使他受到了化學試驗的薰陶。
【牛頓的成就】
力學方面的貢獻
牛頓在伽利略等人工作的基礎上進行深入研究，總結出了物體運動的三個基本定律（牛頓三定律）：①任何物體在不受外力或所受外力的合力為零時，保持原有的運動狀態不變，即原來靜止的繼續靜止，原來運動的繼續作勻速直線運動。②任何物體在外力作用下，運動狀態發生改變，其動量隨時間的變化率與所受的合外力成正比。通常可表述為：物體的加速度與所受的合外力成正比，與物體的質量成反比，加速度的方向與合外力的方向一致。③當物體甲給物體乙一個作用力時，物體乙必然同時給物體甲一個反作用力，作用力和反作用力大小相等，方向相反，而且在同一直線上。這三個非常簡單的物體運動定律，為力學奠定了堅實的基礎，並對其他學科的發展產生了巨大影響。第一定律的內容伽利略曾提出過，後來R.笛卡兒作過形式上的改進，伽利略也曾非正式地提到第二定律的內容。第三定律的內容則是牛頓在總結C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的結果之後得出的。
牛頓是萬有引力定律的發現者。他在1665～1666年開始考慮這個問題。1679年，R·胡克在寫給他的信中提出，引力應與距離平方成反比，地球高處拋體的軌道為橢圓，假設地球有縫，拋體將回到原處，而不是像牛頓所設想的軌道是趨向地心的螺旋線。牛頓沒有回信，但採用了胡克的見解。在克卜勒行星運動定律以及其他人的研究成果上，他用數學方法導出了萬有引力定律。
牛頓把地球上物體的力學和天體力學統一到一個基本的力學體系中，創立了經典力學理論體系。正確地反映了宏觀物體低速運動的宏觀運動規律，實現了自然科學的第一次大統一。這是人類對自然界認識的一次飛躍。
牛頓指出流體粘性阻力與剪切率成正比。他說：流體部分之間由於缺乏潤滑性而引起的阻力，如果其他都相同，與流體部分之間分離速度成比例。現在把符合這一規律的流體稱為牛頓流體，其中包括最常見的水和空氣，不符合這一規律的稱為非牛頓流體。
在給出平板在氣流中所受阻力時，牛頓對氣體採用粒子模型，得到阻力與攻角正弦平方成正比的結論。這個結論一般地說並不正確，但由於牛頓的權威地位，後人曾長期奉為信條。20世紀，T·卡門在總結空氣動力學的發展時曾風趣地說，牛頓使飛機晚一個世紀上天。
關於聲的速度，牛頓正確地指出，聲速與大氣壓力平方根成正比，與密度平方根成反比。但由於他把聲傳播當作等溫過程，結果與實際不符，後來P.-S.拉普拉斯從絕熱過程考慮，修正了牛頓的聲速公式。
數學方面的貢獻
17世紀以來，原有的幾何和代數已難以解決當時生產和自然科學所提出的許多新問題，例如：如何求出物體的瞬時速度與加速度？如何求曲線的切線及曲線長度（行星路程）、矢徑掃過的面積、極大極小值（如近日點、遠日點、最大射程等）、體積、重心、引力等等；儘管牛頓以前已有對數、解析幾何、無窮級數等成就，但還不能圓滿或普遍地解決這些問題。當時笛卡兒的《幾何學》和瓦裡斯的《無窮算術》對牛頓的影響最大。牛頓將古希臘以來求解無窮小問題的種種特殊方法統一為兩類算法：正流數術（微分）和反流數術（積分），反映在1669年的《運用無限多項方程》、1671年的《流數術與無窮級數》、1676年的《曲線求積術》三篇論文和《原理》一書中，以及被保存下來的1666年10月他寫的在朋友們中間傳閱的一篇手稿《論流數》中。所謂「流量」就是隨時間而變化的自變量如x、y、s、u等，「流數」就是流量的改變速度即變化率，寫作等。他說的「差率」「變率」就是微分。與此同時，他還在1676年首次公布了他發明的二項式展開定理。牛頓利用它還發現了其他無窮級數，並用來計算面積、積分、解方程等等。1684年萊布尼茲從對曲線的切線研究中引入了和拉長的S作為微積分符號，從此牛頓創立的微積分學在大陸各國迅速推廣。
微積分的出現，成了數學發展中除幾何與代數以外的另一重要分支——數學分析（牛頓稱之為「藉助於無限多項方程的分析」），並進一步進進發展為微分幾何、微分方程、變分法等等，這些又反過來促進了理論物理學的發展。例如瑞士J.伯努利曾徵求最速降落曲線的解答，這是變分法的最初始問題，半年內全歐數學家無人能解答。1697年，一天牛頓偶然聽說此事，當天晚上一舉解出，並匿名刊登在《哲學學報》上。伯努利驚異地說：「從這鋒利的爪中我認出了雄獅」。
牛頓在前人工作的基礎上，提出「流數(fluxion)法」，建立了二項式定理，並和G.W.萊布尼茨幾乎同時創立了微積分學，得出了導數、積分的概念和運算法則，闡明了求導數和求積分是互逆的兩種運算，為數學的發展開闢了一個新紀元。
光學方面的貢獻
牛頓曾致力於顏色的現象和光的本性的研究。1666年，他用三稜鏡研究日光，得出結論：白光是由不同顏色(即不同波長)的光混合而成的，不同波長的光有不同的折射率。在可見光中，紅光波長最長，折射率最小；紫光波長最短，折射率最大。牛頓的這一重要發現成為光譜分析的基礎，揭示了光色的秘密。牛頓還曾把一個磨得很精、曲率半徑較大的凸透鏡的凸面，壓在一個十分光潔的平面玻璃上，在白光照射下可看到，中心的接觸點是一個暗點，周圍則是明暗相間的同心圓圈。後人把這一現象稱為「牛頓環」。他創立了光的「微粒說」，從一個側面反映了光的運動性質，但牛頓對光的「波動說」並不持反對態度。1704年，他出版了《光學》一書，系統闡述他在光學方面的研究成果。
熱學方面的貢獻
牛頓確定了冷卻定律，即當物體表面與周圍有溫差時，單位時間內從單位面積上散失的熱量與這一溫差成正比。
天文學方面的貢獻
牛頓1672年創製了反射望遠鏡。他用質點間的萬有引力證明，密度呈球對稱的球體對外的引力都可以用同質量的質點放在中心的位置來代替。他還用萬有引力原理說明潮汐的各種現象，指出潮汐的大小不但同月球的位相有關，而且同太陽的方位有關。牛頓預言地球不是正球體。歲差就是由於太陽對赤道突出部分的攝動造成的。
哲學方面的貢獻
牛頓的哲學思想基本屬於自發的唯物主義，他承認時間、空間的客觀存在。如同歷史上一切偉大人物一樣，牛頓雖然對人類作出了巨大的貢獻，但他也不能不受時代的限制。例如，他把時間、空間看作是同運動著的物質相脫離的東西，提出了所謂絕對時間和絕對空間的概念；他對那些暫時無法解釋的自然現象歸結為上帝的安排，提出一切行星都是在某種外來的「第一推動力」作用下才開始運動的說法。
《自然哲學的數學原理》牛頓最重要的著作，1687年出版。該書總結了他一生中許多重要發現和研究成果，其中包括上述關於物體運動的定律。他說，該書「所研究的主要是關於重、輕流體抵抗力及其他吸引運動的力的狀況，所以我們研究的是自然哲學的數學原理。」該書傳入中國後，中國數學家李善蘭曾譯出一部分，但未出版，譯稿也遺失了。現有的中譯本是數學家鄭太樸翻譯的，書名為《自然哲學之數學原理》，1931年商務印書館初版，1957、1958年兩次重印。
牛頓對自然的興趣
由於牛頓在劍橋受到數學和自然科學的薰陶和培養，對探索自然現象產生極為濃厚的興趣。就在1665～1666年這兩年之內，他在自然科學領域內思潮奔騰，才華迸發，思考前人從未思考過的問題，踏進前人沒有涉及的領域，創建前所未有的驚人業績。1665年初他創立級數近似法以及把任何冪的二項式化為一個級數的規則。同年11月，創立正流數法（微分）；次年1月，研究顏色理論；5月，開始研究反流數法（積分）。這一年內，牛頓還開始想到研究重力問題，並想把重力理論推廣到月球的運行軌道上去。他還從克卜勒定律中推導出使行星保持在它們軌道上的力必定與它們到旋轉中心的距離平方成反比。牛頓見蘋果落地而悟出地球引力的傳說，說的也是在此時發生的軼事。總之，在家鄉居住的這兩年中，牛頓以比此後任何時候更為旺盛的精力從事科學創造，並關心自然哲學問題。由此可見，牛頓一生的重大科學思想是在他青春年華、思想敏銳短短兩年期間孕育、萌發和形成的。
1667年牛頓重返劍橋大學，10月1日被選為三一學院的仲院侶，次年3月16日選為正院侶。當時巴羅對牛頓的才能有充分認識。1669年10月27日巴羅便讓年僅26歲的牛頓接替他擔任盧卡斯講座的教授。牛頓把他的光學講稿(1670～1672)、算術和代數講稿(1673～1683)《自然哲學的數學原理》（以下簡稱《原理》）的第一部分(1684～1685)，還有《宇宙體系》(1687)等手稿送到劍橋大學圖書館收藏。1672年起他被接納為皇家學會會員，1703年被選為皇家學會主席直到逝世。其間牛頓和國內外科學家通信最多的有R.玻意耳、J.柯林斯、J.夫拉姆斯蒂德、D.格雷果理、E.哈雷、胡克、C.惠更斯、G.W.F.von萊布尼茲和J.沃利斯等。牛頓在寫作《原理》之後，厭倦大學教授生活，他得到在大學學生時代結識的一位貴族後裔C.蒙塔古的幫助，於1696年謀得造幣廠監督職位，1699年升任廠長，1701年辭去劍橋大學工作。當時英國幣制混亂，牛頓運用他的冶金知識，製造新幣。因改革幣制有功，1705年受封為爵士。晚年研究宗教，著有《聖經裡兩大錯訛的歷史考證》等文。牛頓於1727年3月31日（儒略曆20日）在倫敦郊區肯辛頓寓中逝世，以國葬禮葬於倫敦威斯敏斯特教堂。
《光學》和反射式望遠鏡的發明，光學和力學一樣，在古希臘時代就受到注意。用於天文觀測的需要，光學儀器的製作很早就得到了發展，光的反射定律早在歐幾裡得時代已經聞名，但折射定律直到牛頓出生之前不久才為荷蘭科學家W.斯涅耳所發現。玻璃的製作早已從阿拉伯輾轉傳入西歐。16世紀荷蘭磨製透鏡的手工業大興。把透鏡適當組合成一個系統就可成為顯微鏡或望遠鏡。這兩種儀器的發明對科學發展起了重大作用。在牛頓之前，伽利略首先把他所製作的望遠鏡用在天象觀測上。枷利略式的望遠鏡是以一片會聚透鏡為目鏡、一片發散透鏡為物鏡的望遠鏡。還有當時盛行的由兩片會聚透鏡組成的克卜勒望遠鏡。兩種望遠鏡都無法消除物鏡的色散。牛頓發明以金屬磨成的反射鏡代替會聚透鏡作為物鏡，這樣就避免了物鏡的色散。當時牛頓製成的望遠鏡長6英寸，直徑1英寸，放大率為30～40倍。經過改進，1671年他製作了第二架更大的反射式望遠鏡，並送到皇家學會評審。這臺望遠鏡被皇家學會作為珍貴科學文物收藏起來。為了製造反射式望遠鏡，牛頓親自冶煉合金和研磨鏡面。牛頓自幼愛好動手制模型，做試驗，這對他在光學實驗上的成功有極大幫助。光的顏色問題早在公元前就有人在作猜測，把虹的光色和玻璃片的邊緣形成的顏色聯繫起來。從亞里斯多德以來到笛卡兒都認為白光是純潔的、均勻的，是光的本質，而色光只是光的變種。他們都沒像牛頓那樣認真做過實驗。
【牛頓的發現】
大約在1663年，牛頓即開始熱衷於光學研究，磨玻璃、製作望遠鏡也在這個時期。1666年，他購得一塊玻璃三稜鏡，開始研究色散現象。為了這個目的，牛頓在他的《光學》一書中寫道:「把我的房間弄暗，在我的窗板上開一個小孔，以便適量的太陽光射入室內，就在入口處安置我的稜鏡，光通過稜鏡折射達到對面的牆上。」牛頓看到牆上有彩色的光帶，光帶之長數倍於原來的白光點，他意識到這些彩色就是組成白色太陽光的原始光色。為了證明這一點，牛頓進一步做實驗。在光帶投射的屏上也打一個小孔，讓光帶中彩色的一部分穿過第二個小孔，經過放在屏後的第二個稜鏡折射投到第二個屏上，又讓第一稜鏡繞它的軸緩慢轉動，只見穿出第二個小孔落在第二屏上的像隨著第一稜鏡轉動而上下移動。於是看到，為第一稜鏡折射最大的藍光，經過第二稜鏡也是折射得最大；反之，紅光被前後兩個稜鏡折射得最小。於是牛頓作出結論:「經過第一稜鏡折射後所得長方形的彩色光帶不是別的，正是由不同的彩色光所組成的白色光經折射而形成的。」也就是說：「白光本身是由折射程度不同的各種彩色光所組成的非均勻的混合體。」這就是牛頓的光色理論。它是通過實驗建立起來的，牛頓自稱這個實驗為「關鍵性實驗」。這個實驗可說是一個半世紀後J.von夫琅和費建立光譜術的基礎。事實上牛頓在他的《光學》第1卷命題4問題1中用過1～2英寸長、寬僅1/10或1/20英寸的長方形的孔代替小圓孔，他說所得結果較前更清晰，但沒有夫琅和費線的記載。牛頓在這方面做了大量的實驗之後，於1672年把他的結論用書信形式送交皇家學會評審。不料竟引起一場尖銳的論戰。當時惠更斯反對他，胡克攻擊他尤甚。早在1665年胡克就在英國提出光的波動理論，這只是一個假說。惠更斯則把它完整起來，認為空間的以太是無所不在的，他把以太作為振動的媒質，把媒質的每一個質點都看成一個中心，在中心的周圍形成一個波，惠更斯成功地用這個物理圖像來解釋光的反、折射、還以此來研究冰洲石的雙折射（但是光的波動學說的確立還有待於一個半世紀之後由英國的T.楊的幹涉實驗來證明）。牛頓則持光的微粒說，他認為波動說的最大障礙是不能解釋光的直線進行。他提出發光物體發射出以直線運動的微粒子、微粒子流衝擊視網膜就引起視覺。它也能解釋光的折射與反射，甚至經過修改也能解釋F.M.格裡馬爾迪發現的「衍射」現象。但對薄膜形成的彩色，牛頓則承認微粒說不如波動說解釋得明快。微粒說與波動說之爭在當時是十分激烈的，雙方爭論持續多年。當年光的微粒說與波動說之爭，現在可以引用E.T.惠特克的話來結束這樁公案：「當A.愛因斯坦以M.普朗克的量子原理來解釋光電效應，光的微粒思想經過一個世紀的沉寂而在1905年又獲得了新生，並因此而導致光量子存在的基本原理。他的思想為實驗所充分肯定，特別是光子與電子碰撞所產生的康普頓效應服從經典的碰撞力學定律。而同時，關於光的波動性的實驗並沒有失效，於是我們不得不承認波動說和微粒假說都是正確的。」無疑，牛頓的《光學》(Opticks)是和他的《原理》同為物理學的巨著，也是科學界的經典著作。《光學》第一版印於1704年，在胡克逝世之後問世。《光學》最後部分以獨特的形式附上一份著名的「問題」表，共提出31個「問題」（第一版提出16個「問題」）。在「問題」中所談到的不僅是光的折射、反射等，還涉及光與真空，甚至重力、天體等問題。在多處談到光的波動，涉及太陽光與物質的相互作用等問題，這些問題涉及物理學的諸多方面，富有啟發性，後人評價這些「問題」是《光學》中最重要的部分，並非虛語。牛頓在《光學》一書中憑藉實驗的結果與分析，建立了光的理論。但在全書中沒有提起不同玻璃具有不同折射率，在全書中也沒有做消色差的實驗，這或許是由於他當時還沒有獲得不同質玻璃的三稜鏡的緣故。但是牛頓製造反射式望遠鏡來避免物鏡的色散，卻是個妙法，迄今大型望遠鏡的製造還遵從此法。牛頓死後3年(1730)出版了經牛頓生前訂校過的《光學》第4版。現在流行的1931年版本就是根據第4版重印的。
萬有引力定律和《自然哲學的數學原理》，16世紀丹麥天文學家第谷對行星繞日運行作了長年累月的觀測，他死後德國天文學家克卜勒整理並分析了第谷的20年的觀測記錄，總結出行星運動的著名克卜勒三定律。這個發現不僅為經典天文學奠定了基礎，更重要的是導致了其後萬有引力定律的發現。克卜勒在得出行星運動三定律之前，1596年曾提出關於太陽行星間的吸引作用的思想；隨之提出物體作圓周運動時出現離心力問題。一般認為伽利略已領悟到離心力，但對它作進一步的認識和計算則有待於牛頓。1664年1月20日牛頓在他的《算草本》上已提出如何計算物體作圓周運動時的向心力的具體方法。牛頓把推導、計算方法詳盡地寫入他的《原理》（第3版）第一編第二章命題4定理4下面推論1中，明確地指出：「因此，由於這些圓弧代表運動物體的速度，向心力就是這個速度的平方除以圓周半徑。」從這裡可以看出，向心力的求得對於距離平方反比定律的推導是不可少的。順便提一下，惠更斯從不同途徑推導得離心力方程和牛頓的相似，結果於1673年發表。牛頓雖在早年的《算草本》上提出求向心力的方法，但他自己說「惠更斯先生後來所發表的離心力理論，我相信在我之前」。引人注意的是，在《原理》第一編和第三編中，凡提到軌道運行時，牛頓都沒有提及離心力一詞，總是強調拉向軌道中心的向心力。
關於引力反比於距離平方定律，歷史上記載了當時對此發明權的爭論，有人以為距離平方反比定律可以從克卜勒第三定律直接推出，但缺乏向心力的概念和運動，不可能推出這定律。而向心力的概念與運算都是牛頓最早做出來的。長牛頓7歲的胡克當年就宣稱他早已知道引力反比於距離平方定律，但提不出證據來。當《原理》第1版在印刷時，胡克通過哈雷向牛頓要求分享此定律的發明權。牛頓加以拒。在《原理》（第3版）上述命題4下的注釋中提到距離平方反比定律適用於天體運動時，牛頓說:「雷恩爵士、胡克博士和哈雷博士曾分別注意過。」同時也提及「惠更斯先生在他的出色著作《鐘擺的振蕩》中曾把重力比之於旋轉體的離心力」。這樣，人們對距離平方反比定律的發明權就有所了解了。有人認為，1666年牛頓在烏爾斯索普家中試圖以地球表面大圓弧上1度的長度為60英裡來計算月地之間的引力；通過實際計算，月球繞地球的周期與實際不能符合，算稿便棄置一旁。1682年牛頓獲悉J.皮卡德的地球經度1度之長為69.1英裡的數據，便重行計算，才使計算與實際觀測相吻合。牛頓把日常所見的重力和天體運動的引力統一起來，在科學史上有特別重要的意義。行星繞日運動的軌道究竟是什麼樣？這是當時科學界所關心的問題。這問題答案的公開和《原理》的出版密切相關，科學史上已有生動的記載。1684年1月C.雷恩、哈雷和胡克3位英國當時科學界著名人士在倫敦相敘討論行星運動軌道問題。胡克雖說他已通曉，但拿不出計算結果。於是牛頓的好友哈雷專程去劍橋請教牛頓。牛頓告訴哈雷他自己已計算過了，肯定地說，行星繞日軌道是橢圓；但手稿壓置多年一時找不到，應允重行計算，約期3個月後交稿。哈雷如約再度訪劍橋，牛頓交給一份手稿《論運動》，哈雷大為讚賞。牛頓在此稿基礎上另寫一書《論物體運動》，1684年12月送交英國皇家學會。此書第一部分主要相當於後來的《原理》第一編及第二編；而其餘部分成為《原理》的第三編。哈雷慫恿牛頓寫成《原理》全書公開出版，由他出資印刷，並親自督校。
1687年7月《自然哲學的數學原理》(Philosophiae Naturaal is Principia Мathematica)第1版問世，時距1664年牛頓開始思考並進行草算已23年。《原理》第2版於1713年出版，第3版於1725年出版（見彩圖牛頓名著《原理》（1686）扉頁）。《原理》原用拉丁文寫成。牛頓逝世後2年由A.莫特譯成英文付印，即今所見的流行的《原理》英文本。《原理》第一編之前有兩部分重要的論述。第一部分為定義。定義共8條，其中有關向心力的有5條。他說，施加於物體的力有不同來源，例如撞擊、壓力和向心力。向心力一詞是牛頓創造的（在另一場合即惠更斯稱之為離心力的補充詞）。牛頓在定義一章中有長篇詮釋，其中提到了一個假想實驗：「在高山上發射炮彈、炮力不足，炮彈飛了一陣便以弧形曲線下落地面。假如炮力足夠大，炮彈將繞地球面周行，這是向心力的表演。」今日人造衛星的設想在那時牛頓的腦子裡已浮現出來了。在定義一章中牛頓盡情闡述了他的時空絕對性概念。他對人們熟知的空間與時間，擇名絕對空間和絕對時間。牛頓認為，只有在絕對空間中絕對運動才可以覺察，特別是在物體旋轉時。當時惠更斯和英國大主教G.貝克萊對此表示疑問。無論如何，這短短一章定義表達了牛頓對力與時空的基本觀點，是研究牛頓的重要原始文獻。
在第一編之前，除定義一章外，還有公理或稱運動定理一章。在這章裡牛頓闡述著名的運動三定律（見牛頓運動定律）。第一運動定律一般稱作慣性定律，通常認為已由伽利略和笛卡兒所道出。為了要變更物體運動方向(或稱變更運動速度)必須有外力作用，這其間必然會產生質量的概念。質量(原文物質的量)這個基本概念是由牛頓在《原理》第一編定義章中首先提出的，成為物理學中最基本概念之一。他清楚地把質量和重量區分開來，闡明了在各種不同環境中兩個量的相互關係。在力學中牛頓用質量表示物體的特徵。愛因斯坦指出：「只有引進質量這一新概念之，他（牛頓）才能把力和加速度聯繫起來。」動量一詞牛頓也作了定義。牛頓指出，動量是衡量物質運動的量，它聯繫物質與運動兩個量；物質加倍，動量加倍；物質與運動都加倍；動量即為原來的4倍。隨後闡述動量守恆。牛頓在運動三定律之後有7個推論，其中論述到兩力同時作用一物體上，則物體加速度方向和力的合成都在兩力平行四邊形的對角線上。此後還有一段很長的詮釋，總論運動三定律的聯繫性，還用兩擺的彈性碰撞和非彈性碰撞實驗來闡述運動守恆並說明第二定律和第三定律之間的關係。從上面看，牛頓運動三定律不是分立的，而是相關的。牛頓早年在《算草本》中以碰撞實驗研究力，在《原理》中他強調以「衝量」作為力的概念。隨後發展這個概念，說無限短促間隙的相關系列衝量就成為連續作用力。這句話就包含以微分形式表達力的定義。牛頓設想，一質點在直線上作慣性運動，這質點和線外某一定點相聯，在相等時間內這聯線掃過的面積必然相等；如果在線上某點遇到一個外力，則質點要偏向質點原運動方向與外力方向之間的某一方向上運動。牛頓用他創造的無限小概念極限的方法最終證明了：一個運動著的質點，受到某個定點的外力作用，如果這個外力在質點和定點的聯線上，而且力的強度反比於距離二次方，那麼這質點運動軌跡很可能是個橢圓，這定點就是橢圓的焦點。於此，牛頓得出行星與太陽之間聯線所掃過的面積必然和時間成比例。牛頓又設想，質點在橢圓上從一點經過無限短時間運行，這質點在短暫時間運行所到之處偏離切線的距離反比於從焦點到該點的距離平方。而當橢圓上兩點相接近時，牛頓得出，在這極限情況下克卜勒的面積定律是關鍵條件。總之，牛頓得到如下結論：假如面積定律有效，橢圓形軌道意味著指向焦點的力必然反比於距離平方。牛頓於是著意證明，面積定律是作用在運動物體的力指向中心的充分和必要條件。這揭示了克卜勒的第一、第二兩定律的重要性。《原理》第二編論述在有阻力媒質(氣體、液體)內的質點運動。牛頓在這裡用了更多的數學方法，而物理涵義較前為少。在第一編裡牛頓費盡心力用各種方法證明宇宙間引力（向心力）之存在；而在第二編裡，牛頓設想，在媒質中阻力與物體運行速度成正比；又設想與速度平方成正比；甚至認為一部分為速度之比，另一部分為速度平方之比。他還論證過一些其他的問題。在這些工作中牛頓以數學技巧來處理一些看來無實際物理意義的問題。他還研究了氣體的彈性和可壓縮性。在《原理》第二編中，牛頓用擺在流體中的運動實驗測定重量（即地球引）和慣性大小的關係。在經典物理學中這兩個量只能由實驗來測定。關於聲學的研究，《原理》第二編中記載了牛頓從理論上研究聲速（見定理48、49、50），所得結果比實測低16％。他認為聲速正比於所謂「彈性力」的方根而反比於媒質密度方根。牛頓又研究了聲傳播的形式，他說聲的傳播是空氣的脈動所致，指出波的脈動只是媒質中質點上下交替運動，與擺的運動無異。在第二編最後文字中牛頓澄清了渦旋假設與天體運動無關。牛頓原想把《原理》第三編寫成一般性的總結。但後來改變了計劃，標題為「宇宙體系」。在這編裡討論了太陽系的行星、行星的衛星、彗星的運行，以及海洋潮汐的產生。他把這些作用的力叫做引力，即今所謂萬有引力。他解釋引力是兩物體間相互作用的力，太陽對行星有引力使之在軌道上運行，同時行星對太陽也有作用力，這是運動第三定律規定的。只是太陽與行星的質量懸殊太大，太陽的運動微乎其微。行星之間運動相互受到引力幹擾，所謂多體問題中的攝動，牛頓在第三編中闡述了太陽對月亮的攝動，土星對木星的攝動。在第三編中還計算了木星衛星的距離與衛星運轉周期，作為克卜勒第三定律的實例。
1680年11月與1681年3月大彗星兩度出現。牛頓開始以為是在直線上運動的兩個不同的彗星，只是方向相反。夫拉姆斯蒂德通過觀察提醒牛頓，這只是同一個彗星，繞著太陽運動。於是牛頓通過計算得出，1680年的彗星是以太陽為焦點作拋物線運動，它對太陽的向心力也是服從距離平方反比定律的。1695年哈雷假定這顆1680年彗星的軌道是繞著太陽運行的一個扁而長的橢圓形。哈雷與牛頓對此重作計算。在《原理》第2版和第3版的第三編中有詳細的觀測記錄和推算，預言這顆彗星約以75年繞日運動一周，即今日所知著名的哈雷彗星（中國最早對此彗星的記錄在公元前1057年）。最後牛頓在結論中說，「彗星是行星之一種，它繞太陽運行具有極大的偏心率」但他又說「三次觀測數據即可定出彗星在拋物線上運動軌道」。
談牛頓的物理學，不能不提及他在數學上的偉大貢獻。《原理》的全名是《自然哲學的數學原理》。所謂自然哲學在那時的含義包括物理、化學等，而主要是物理學。上面提過第一、第二兩編的中心是借數學方法來闡明物體運動的規律，因此可以看出數學在《原理》中的重要地位。讀者初讀《原理》往往以為是作者寫作時崇尚古希臘歐幾裡得的幾何的規範。但細讀就可發現作者取幾何學的形式而實質賦有嶄新的內涵。作者在建立幾何條件之後，立即引入某種經過精心下定義的所謂極限法。這種方法基於極限術的一組普遍原理，有別於經典式的古希臘幾何學。極限學說詳述在《原理》第一編第一章11個引理和詮釋之中。在那裡詳細說明了極限的意義：有兩個相互依賴的物理量，當兩個量逐漸變小時，牛頓稱它為流數，它的比率也在逐漸變化，而自變量達到無限小時比率達到一個極限定值，牛頓叫它流率。即今稱導數或微商。牛頓發現他的流變術非常有用，反過來此術可以求曲線包圍的面，即今所稱積分。第一編第八章命題41即為積分術的應用。可以說，《原理》一書的中心內容是論述了牛頓在數學上的偉大創造即微積分術，並且應用這個創造去解決天體運動以及其他相關物理問題。微積分之發明，史家也歸功於萊布尼茲，對於這一數學上的偉大發明，牛頓與萊布尼茲孰先孰後，後世論者紛紛；即在當時兩方亦就此書信往來，已有爭議。試聽愛因斯坦如何讚美牛頓的微分發現。他說「只有微分定律的形式才能完全滿足近代物理學家對因果性的要求。微分定律的明晰概念是牛頓最偉大的理智成就之一」。
牛頓一生的重要貢獻是集16、17世紀科學先驅們成果的集大成，建立起一個完整的力學理論體系，把天地間萬物的運動規律概括在一個嚴密的統一理論中。這是人類認識自然的歷史中第一次理論的大綜合。以牛頓命名的力學是經典物理學和天文學的基礎，也是現代工程力學以及與之有關的工程技術的理論基礎。這一成就，使以牛頓為代表的機械論的自然觀，在整個自然科學領域中取得了長達兩百年的統治地位。
【思想】
亞里斯多德的哲學講求事物的和諧，求和諧思想是正確的，但亞里斯多德認為天上的日、月、星辰的運行軌道是圓形，因為只有圓運動才是完美的、和諧的，而地上的運動，例如重物直線下落是凡俗的。古希臘哲學家的和諧思想不能在天與地之間連貫。到了17世紀，牛頓用引力理論和運動三定律把天上行星和它們的衛星運動規律，同地上重力下墜的現象統一起來，實現了天上人間的統一，這是牛頓在自然哲學上的偉大貢獻。眾所周知，牛頓在理解光的本質上持微粒說。但他在同胡、惠更斯等討論光的本質時，說光具有這種或那種本能激發以太的振動。這意味著以太是光振動的媒質（見以太論）。於此，似乎牛頓對光的雙重性有所理解；其實不然，他對以太媒質之存在極似空氣之無所不在，只是遠為稀薄、微細而具有強有力的彈。他又申說，就是由於以太的動物氣質才使肌肉收縮和伸長，動物得以運動。他又進一步以以太來解釋光的反射與折射，透明與不透明，以及顏色的產生，他甚至於設想地球的引力是由於有如以大氣質不斷凝聚使然。《原理》第二編第六章詮釋的結尾說，從記憶中他曾做實驗傾向於以太充斥於所有物體的空隙之中的說法，雖然以太對於引力沒有覺察的影響。14、15世紀以來歐洲的學者對以太著了迷，以太學說風靡一時。當時科學巨擘笛卡兒對以太存在深信不疑。他認為行星之運行可以以太旋渦來解釋。以太學說成為一時哲學思潮。尊重實驗的牛頓也不免捲入這股哲學思潮激流中去，傾向於它存在。當時人們對超距作用看法不一。牛頓曾經指出他的引力相互作用定律，並不認為是最終的解釋，而只是從實驗中歸納出來的一條規則。因此，牛頓並未就引力本質作出結論。
牛頓在科學上的成就須由他的哲學思想和科學方法來尋根求源。牛頓的學生R.科茨曾在《原理》第2版序言中道出了其中的奧妙。古希臘、羅馬的哲學家憑著對自然現象的觀察和思考(中國先秦時代也有類似之處)總結出論斷，例如泰勒斯的學說：萬物的根源是水。即使像德謨克利特、盧克萊修的原子論，現在來評價還是很高的。但是他們的方法憑天才的臆測、思維與辯論，稱之為思辨哲學。到了中世，經院哲學統治著歐洲。科學、哲學淪為神學的奴婢。到15、16世紀，哥白尼、G.布魯諾、伽利略等人不畏坐牢、火刑等堅持不屈地向教會作鬥爭，掙脫了侍奉上帝的桎梏。對自然現象的觀察、測量和實驗的風氣逐漸形成了。在物理學科中伽利略的實驗工作是實驗物理學的開端，牛頓深受其影響。隨後牛頓使作為實驗科學的物理學形成一個光輝體系，同時也使科學實驗方法闖入了哲學思想的殿堂。
牛頓認為從現象中可以得出科學原理，或者說科學基本原理可以從現象中導得或推出。牛頓在《原理》和《光學》兩書中明白表達他的做學問的方法，即要明白無誤地區別猜測、假設和實驗結果（及由此而歸納得出的結論），還有從某些假設條件下所得到數學推導。《原理》第一編十四章中處理細微粒子的運動和第二編命題23中設想氣體中有相互排斥質點的模型都是牛頓運用具有物理實質性的數學模型的例子，但是他對這些問題缺少實質性的實驗證據，未能寫出無可辯駁的論述。論者可能認為牛頓只注重從實驗運用歸納法得出定律，而無視演繹法的重要性。這是有違事實的。1713年牛頓在出版《原理》第2版時在給他的學生科茨的信中提到運動定律是居於首位的定律或稱之為公理，並說它們都是從現象中推斷或稱演繹而來的，並運用歸納法使之普適化。牛頓說：「這是一個命題在哲學中所能達到最高境界的例證。」誠然，必須看到歸納與演繹不能人為地對立起來。恩格斯指出「歸納和演繹正如分析和綜合一樣，是必然相互聯繫著的。不應當犧牲一個而把另一個捧到天上去」。牛頓在此早著先鞭。關於實驗與假設之間的關係，牛頓在各種場合都有論述。他在給奧爾登堡的信中說：「進行哲學研究的最好和最可靠的方法，看來第一是勤勤懇懇地探索事物的屬性並用實驗來證明這些屬性。然後進而建立一些假說，用以解釋這些事物的本性。」給科茨信中說：「任何不是從現象中推論出來的說法都應稱之為假說，而這樣一種假說無論是形上學的還是物理學的，無論屬於隱蔽性質的還是力學性質的，在實驗哲學中都沒有它們的地位。」牛頓這些論述奠定了自然哲學的基礎，啟開了實驗科學的大門，300年來為自然科學的繁榮立下了不朽功勳。牛頓研究事物規律的方法不同於那些只從簡單的物理假設出發的人，而是通過邏輯的演繹法得到對事物現象的解釋。愛因斯坦指出：「牛頓才第一個成功地找到了一個用公式清楚表述的基礎，從這基礎出發他用數學的思維，邏輯地、定量地演繹出範圍很廣的現象並且同經驗相符合。」「在牛頓之前還沒有什麼實際的結果支持那種認為物理因果關係有完整鏈條的信念。」牛頓是完整的物理因果關係創始人；而因果關係正是經典物理學的基石。牛頓出身於篤信基督教的家庭。在劍橋求學時代，他就懷著宗教生活裡亦如科學實驗一樣可以自由自在的幻想和工作。《原理》完成後，他便著手有關基督教《聖經》的研究，並開始寫這方面的著作，手稿達150萬字之多，絕大部分未發表。可見牛頓在宗教著述上浪費了大量時間的精力。關於牛頓在1692～1693年間答覆本特萊大主教4封信論造物主（上帝）之存在，最為後人所詬病。所謂神臂就是第一推動出於第四封信中。從現代宇宙學來說，第一推動完全可能在物理框架中解決，而無需「神助」。
牛頓反對當時的英國國教。他反對三一教義，但不鮮明表白自己的意志，只是隱蔽地表明不願擔任聖職。總之，在對於宗教問題上牛頓比之於他的先驅者如哥白尼、布魯諾、伽利略等赴湯蹈火而不辭的精神，則遜色多了。
1942年愛因斯坦為紀念牛頓誕生300周年而寫的文章，對牛頓的一生作如下的評價「只有把他的一生看作為永恆真理而鬥爭的舞臺上一幕才能理解他」。此贊語最恰當不過的了。
【名言】
(1)「我不知道世人怎樣看我，但我自己以為我不過像一個在海邊玩耍的孩子，不時為發現比尋常更為美麗的一塊卵石或一片貝殼而沾沾自喜，至於展現在我面前的浩翰的真理海洋，卻全然沒有發現。」
(2)「如果說我所看的比笛卡爾更遠一點，那是因為站在巨人肩上的緣故。」
(3)「無知識的熱心，猶如在黑暗中遠徵。」
(4)「你該將名譽作為你最高人格的標誌。」
【牛頓與中國】
牛頓生活的年代相當於明亡之前一年到清雍正5年，《自然哲學的數學原理》一書發表的時間相當於康熙25年。從牛頓《原理》發表的1687年到1840年的150餘年間，牛頓物理學和天文學知識幾乎沒有介紹到中國。《原理》一書的基本內容直到鴉片戰爭之後才在中國傳播。
哥白尼的太陽中心說、克卜勒的橢圓軌道、牛頓的萬有引力三者相繼傳入中國，它們和中土奉為圭臬的「天動地靜」、「天圓地方」、「陰陽相感」的傳統有天壤之別。這就不能不引起中國人的巨大反響。牛頓學說在中國的傳播決不只是影響了學術界，喚醒了人們對於科學真理的認識。更重要的是，也為中國資產階級改良派發起的戊戌變法（1898年）提供了一種輿論準備。這個運動的主將康有為、梁啓超和譚嗣同等人，都無例外地從牛頓學說中尋找維新變法的根據，尤其是牛頓在科學上革故圖新的精神鼓舞了清代一切希望變革社會的有志之士。
【蘋果落地】
一個偶然的事件往往能引發一位科學家思想的閃光。這是1666年夏末一個溫暖的傍晚，在英格蘭林肯郡烏爾斯索普，一個腋下夾著一本書的年輕人走進他母親家的花園裡，坐在一棵樹下，開始埋頭讀他的書。當他翻動書頁時，他頭頂的樹枝中有樣東西晃動起來。一隻歷史上最著名的蘋果落了下來，打在23歲的伊薩克牛頓的頭上恰巧在那天，牛頓正苦苦思索著一個問題：是什麼力量使月球保持在環繞地球運行的軌道上，以及使行星保持在其環繞太陽運行的軌道上？為什麼這隻打中他腦袋的蘋果會墜落到地上？正是從思考這一問題開始，他找到了這些的答案——萬有引力理論。由於牛頓的《自然哲學的數學原理》一書用的是歐幾裡德幾何學的表述方式，它是一個嚴密的、完美的體系，書中沒有敘述蘋果落地的故事，致使許多人對蘋果落地一說持保留意見。實際上，牛頓的親戚和朋友多次證實蘋果落地的故事。法國文學家、科學家伏爾泰曾追憶過，他在牛頓去世前一年，即1726年去英國時，聽牛頓的繼姊妹說過，一天，牛頓躺在蘋果樹下，忽然看到●一個蘋果落地，引起了他的思考。牛頓靈機一動，腦中突然形成一種觀點：蘋果落地和行星繞日會不會由同一宇宙規律所支配的？悟出了萬有引力定律。牛頓晚年的一位密友斯多克雷也明確提到，在172年4月的一天，和牛頓共進午餐後，一起來到牛頓家後園，並在蘋果樹下飲茶。在談話中「他（指牛頓）告訴我正是在過去同樣情況下，注意引力的思想出現在他的腦海裡，那是在一棵蘋果樹下偶然發生的，當時他處於沉思冥想之中。」
還有牛頓晚年的另一位密友潘伯頓在有關追憶牛頓的著作中，也談及因蘋果落地而引起驗證引力平方反比關係的故事。牛頓在晚年再次講述當時蘋果的故事，那是離蘋果落地時已經是60年過去了，為什麼一個老人對此事記憶那麼深刻，我認為有兩個原因：首先是因為萬有引力定律是一項舉世矚目的輝煌的成果，當事人對觸發靈感的事件當然是深深的激動和懷念的；其次是與胡克的爭執也留下深深的記憶，牛頓就從一個側面澄清事實真相，應該認為蘋果落地一說的事實是成立的。
【科學研究的痴情】
牛頓對於科學研究專心到痴情的地步。據說有一次牛頓煮雞蛋，他一邊看書一邊幹活，糊裡糊塗地把一塊懷表扔進了鍋裡，等水煮開後，揭蓋一看，才知道錯把懷表當雞蛋煮了。還有一次，一位來訪的客人請他估價一具稜鏡。牛頓一下就被這具可以用作科學研究的稜鏡吸引住了，毫不遲疑地回答說：「它是一件無價之寶！」客人看到牛頓對稜鏡垂涎三尺，表示願意賣給他，還故意要了一個高價。牛頓立即欣喜地把它買了下來，管家老太太知道了這件事，生氣地說：「咳，你這個笨蛋，你只要照玻璃的重量折一個價就行了！」
【終身未婚之謎】
牛頓少年時代在一首詩裡表白自己的遠大抱負：
世俗的冠冕啊，我鄙視它如同腳下的塵土，
它是沉重的，而最佳也只是一場空虛；
可是現在我愉快地歡迎頂荊棘冠冕，
儘管刺得人痛，但味道主要的是甜；
我看見光榮之冠在我的面前呈現，
它充滿幸福，永恆無邊。
可以說，每一個偉大的科學家，都是富的激情、富有理想的詩人，但牛頓是一個追求用科學中的光線譜來解釋他的理想的特殊類型的詩人。他讓他的思想展翅飛翔，以整個宇宙作為藩籬。在他的整個心田裡，填滿了自然、宇宙。也許這是他終身未娶的最根本原因。不過，牛頓並沒有完全與愛情絕緣。他一生中甚至有過兩次戀愛。牛頓23歲正在劍橋大學求學時，由於劍橋發生了瘟疫，學校放假。牛頓回到鄉下，住在舅父家裡。在那裡，他一次愛上了美麗、聰明、好學、富有思想的表妹。表妹也很喜歡這個學識淵博、卓見非凡的大學生。他們常常一起散步。牛頓喜歡即興發表長篇講話，他的講話內容又多是他正在學習和研究的問題。表妹雖聽不懂，但她還是耐心地聽，似乎覺得很有趣。牛頓在心裡想：「這樣一個可愛的女子，對於我所講的覺得這樣有味，我一定很不錯。當然，她的腦筋一定也很好，是個不平凡的女子。如果能得到她的幫助，解決我的許多困難問題，與我共同工作，那該多好啊！」
但是牛頓生性靦腆，並未及時向表妹表白心中的愛情。等他回到劍橋大學後，又聚集會神地沉浸到科學研究中去了。他早已忘記了遠方的鄉村還有一位美麗的少女在等著他。他對個人生活一直不予重視，而她的表妹卻誤以為牛頓對她冷淡，便擇夫另醉心於科學研究而耽誤了一次愛情的大好時機。牛頓實在太忙了，他連做夢想是宇宙、世界。他往往領帶不結，鞋帶不系好，馬褲也不扣好，就走進大學餐廳。儘管如此，牛頓畢竟是個年輕人，還有一顆浪漫的心。有一次，「青春迫不及待的激情」，催使他向一位年輕姑娘求婚。他輕輕地握著她的手，含情脈脈地看著這位美人。正在這緊要關頭，他的心思忽地溜到另一個世界去了。他的頭腦中只剩下無窮量的二項式定理。他象做夢似的，下意識地抓住情人的一個手指，把它當成是通菸斗的通條，硬往菸斗裡塞。姑娘痛得大叫一聲，他才清醒過來。面對吃驚的姑娘，他連忙象只綿羊似的柔聲道歉：「啊，親愛的，饒恕我吧！我知道，我是不行了。看來，我是該打一輩子光棍！」
姑娘饒恕了牛頓，卻無法理解他，愛情又成了泡影。科學上許多新的問題不斷撲向牛頓的腦海，他整個熱情都集中到了科學事業上。此後那種「青春的熱情」再也沒有湧現《多彩的旋律》
【宗教觀點】
引力定律是牛頓最著名的發現。牛頓警告，不可用此發現把宇宙看成只是機器，猶如一個大時鐘。 他說：「重力解釋行星的運行，但不能解釋誰使行星運行。上帝治理萬物，知道一切可做或能做的事。」
雖然牛頓在科學上享有大名，但《聖經》才是他的最大的激情。比於科學他致力了更多時間於《聖經》的研究，並且說：「我根本上相信《聖經》是作為上帝的話語，由那些被靈感的人寫成。我每天也學習《聖經》。」
牛頓是上帝一位論和亞流學說信奉者，並不同意上帝是三位一體的教會教條。若這秘密在他有生之年被揭露，按當時的法律會撤除他劍橋大學教授一職。有關他在這題目上的文字寫作，只以遺作形式出版。
他試圖找出暗藏在《聖經》之內的訊息，但始終未能取得成功（參見聖經密碼）。
【科學巨人的另一面】
在中小學教科書中，學生們肯定不止一次接觸到牛頓這一非同凡響的名字。正如人們所熟知的那樣，他是英國偉大的物理學家、數學家和天文學家，提出過萬有引力定律、力學三大定律、白光由各色光組成的理論，並開創了微積分學，等等。在麥可·懷特所著的《100位傑出人物》一書中，艾薩克·牛頓（1642～1727）被列為最具影響力人物之第二，排在穆罕默德之後，耶穌基督之前。他之所以能夠獲得如此殊榮，當然是因為他對科學發展的傑出貢獻。
人們往往傾向於把科學史上具有劃時代意義的偉大科學家看作是品德高尚的天才和聖人，無數榮譽和光環圍繞著他們，使人們難以了解他們作為普通人的真實性情。新近出版的《牛頓傳：最後的鍊金術士》，通過大量翔實的資料和原始檔案，還原了一個真實的牛頓。
這位站立在巫術終結和科學興起的歷史轉折點上的天才，通過對未知世界永無止境的探索，使他成為有史以來最偉大的科學家之一，也使他將自己一生中更多的精力花費在鍊金術上，牛頓總共留下50多萬英文單詞的鍊金術手稿和100多萬單詞的神學手稿，而這些工作與他的科學發現很難說是毫無關聯的。除此之外，他還專門研究過治療想像中他所患疾病的藥物。
此書作者基於科學發生學的視角，提出了牛頓痴迷鍊金術與奠立近代科學基礎之間的重大關聯。他藉助牛頓遺留下來的重要信件和從未發表過的筆記，闡釋了牛頓從事鍊金術和神學研究對於他發現萬有引力，以及後來進行的統一場論研究的作用。
值得一提的是，直到1936年，牛頓真實的另一面才逐漸顯露出來，而這要歸功於20世紀的經濟學大師、牛頓研究者約翰·梅納德·凱恩斯。當時有一批牛頓遺留下來的文件在蘇富比拍賣公司拍賣，這些文件是大約50年前由劍橋大學所接受的捐贈中被認為「不具科學價值」的一部分收藏品。結果，凱恩斯在拍賣中購得這批文件。
凱恩斯在研讀這批從未向世人公布過的秘密文件後，於1942年在英國皇家學會發表演說，將歷史上這位最著名和最崇高的科學家描繪成一個受到爭議的性格偏執者。凱恩斯對牛頓的重新評價值得我們正視和思考：「從18世紀以來，牛頓一向被認為是第一個，也是最偉大的近代科學家，是一個理性主義者，他教導我們作出冷靜的思考和無偏的推理。可是現在我要說，我不認為如此，我不認為任何人在看完那一箱文件之後，還會把他看成是那樣一位道德高尚的偉人。」
萊布尼茨和牛頓各自獨立地創造了微積分，儘管牛頓發現微積分要比萊布尼茨早若干年，但他很晚才出版自己的著作。於是，誰是微積分的第一創造者，成了當時科學界爭吵的一件大事。牛津大學教授基爾在<哲學通報>上發表一篇討論離心力的文章,文中把發明微積分的主要功勞記在牛頓名下,同時也提到了萊布尼茲.<哲學通報>到達萊布尼茲手上,立即惹怒了他.萊布尼茲寄信給皇家學會,要求收回那種說法.當萊布尼茲在<教師學報>上寫了一篇評論,嚴厲批評牛頓的工作時,立場堅定的爭論就開始了. 萊布尼茲使用的外交手段,是把自己隱藏在無所不知的編輯名義下,匿名寫下這篇評論的,而<教師學報>是萊布尼茲本人在1682年創辦並自任主編的雜誌.那並非一場公開的戰爭. 萊布尼茲一方面在大眾面前讚揚牛頓,一方面唆使別人,特別要約翰.伯努利寫信攻擊牛頓來為他辯護,伯努利照他的意思去做,沒有在信上署名.萊布尼茨請求英國皇家學會予以裁定，而作為皇家學會會長的牛頓指定了一個公正的委員會來審查，皇家學會發表結論，正式譴責萊布尼茨剽竊。
至於牛頓為什麼痴迷於鍊金術,我們要考慮他所處的時代背景.在17世紀，鍊金術和化學摻雜在一起，因為這時的化學還沒有從鍊金術中脫離出來，一個人要想研究化學而不接觸鍊金術是不可能的。因為沒有人可以找出一本17世紀的沒有鍊金術內容化學著作。而牛頓對於化學一定充滿了求知慾。所以他像研究數學物理那樣去研究化學，而可以供他參考自學的書只有鍊金術著作，所以他不得不選擇鍊金術。其實試圖把化學從鍊金術中分離出來的就是牛頓，因為他曾經寫過一本名叫《化學》的書，後來在那次大火中被燒毀了，所以他對化學的貢獻我們一無所知。留下的只是他學習過程中的一些手稿，一些沒有經過分離的鍊金術資料。
如果我們以今天的眼光來審視鍊金術，我們應當承認它至少帶來了一些有用的技術和工具。並且鍊金術可能或多或少地激發了牛頓的靈感，有助於他在科學領域中的探索和發現。
科學巨人同樣可能走向歧途，他們的人格或個性也可能存在著這樣或那樣的缺陷，但是他們對世界文明的貢獻是第一位的，而這些有利於社會進步的探索永遠不會被貶低或者忘卻。
【大事年表】
1642年 8月，英國內戰爆發，戰爭持續到1649年。
1643年 1月4日，艾薩克·牛頓出生於英國烏爾斯索普，母親是漢納·牛頓。他的父親3個月前就去世了。
1655年 牛頓12歲，開始上格蘭瑟姆文法學校。
1661年 6月牛頓18歲，進入劍橋大學。
1664年 春天，牛頓21歲，開始進行光的實驗。
1665年 牛頓拿到文學士學位，並開始發展他自己的高等數學。
1666年 牛頓在引力定律方面取得了重大突破。倫敦流行大鼠疫，並擴散到其他城市。牛頓離開劍橋，回到伍爾斯索普。
1667年 3月，牛頓返回劍橋大學。6個月內，他被推選為三一學院的研究員。
1669年 7月，牛頓的作品《分析論》開始發行。
10月，牛頓被任命為劍橋大學盧卡西講座的數學教授，年僅26歲，是擔任該職位的最年輕的人。
1670—1671年 牛頓研製出他的反射望遠鏡。
1672年 牛頓應邀參加皇家學會，這是一個由資深科學家組成的團體。
2月，牛頓向學會遞交了他的入會後的第一篇論文。
1679年 6月，牛頓的母親去世。
1684年 牛頓開始撰寫他的《自然哲學的數學原理》，該書通稱為《原理》。
1686年 4月28日，《原理》一書的摘要在皇家學會宣讀。該書被視為科學界的經典作品。
1689年 牛頓被推選為劍橋大學代表，參加英國「國會會議」。
1693—1696年 牛頓患了一種奇怪的病。
1696年 3月，牛頓病體康復，接受皇家造幣廠的監造員一職。
1699年 12月，47歲的牛頓被任命為皇家造幣廠廠長。
1701年 牛頓被選為代表劍橋大學的英國下議院議員。
1703年 11月30日，牛頓被選為皇家學會主席。
1704年 牛頓有關光的研究的著作《光學》出版。
1705年 牛頓被安妮女王封為爵士。他是第一位獲此殊榮的科學家。
1727年 3月30日，牛頓爵士逝世，享年84歲。
牛頓死後出版的還有1728年的：
Short Chronicle
The System of the World
Optical Lectures
Universal Arithmetic
The Chronology of Ancient Kingdoms, Amended
De mundi systemate
(責任編輯：史少晨)