（一）孤寂的童年
艾薩克·牛頓生於1642年12月25日，這一天正是聖誕節。因為是早產兒，牛頓出生時體質虛弱瘦小，體重隻有3磅，他的母親說他瘦小得可以裝進一個一誇脫大的壺裏。
牛頓的故鄉是英國林肯郡的一個偏僻的小村鎮沃索浦村。他的父親是該村的一個不大不小的農莊主。雖然父親身體健壯，但因患感冒並發流行性肺炎，新婚才半年，就過早地逝世了，年僅37歲。因此，弱小的牛頓就成了遺腹子。
牛頓的舅舅詹姆士·埃司可夫牧師，是劍橋大學畢業生，他應牛頓母親漢娜的要求，給牛頓命了名。漢娜在丈夫死後，更加把希望寄托在牛頓身上，盼他長大以後能像父親那樣有結實的身體，勤勞英俊不擺架子。
牛頓的母親是個賢惠能幹的女人，自己耕種田地，收獲糧食，自己牧羊剪羊毛，自己養牛擠奶，自己做乳酪編織毛衣。嚴冬過去，春滿山丘；酷暑過後，迎來秋收的季節；接著又是令人愁思的冬天。一年又一年的過去，漢娜咬緊牙關，細心撫育牛頓慢慢長大，心中充滿了期望，也飽含著心酸和擔憂。因為牛頓快4歲了，還看不出像個聰明的孩子，他言語遲鈍，拖拖拉拉。
漢娜年輕美麗又聰明能幹，在牛頓4歲時，經人說媒，嫁給了鄰近教區的一個老牧師巴巴納斯·史密斯。史密斯牧師是個地主，終生無子，喪妻後，漢娜與他結婚，又生了一個兒子、兩個女兒。牛頓隻好由外祖母養大，生活上依靠母親留給他的莊園，每年可以收入30英鎊，再加上史密斯牧師割讓給牛頓的一塊每年可以收租50英鎊的土地，生活上可以過得舒服些。史密斯牧師是個精打細算的人，他這樣做是為了使漢娜改嫁到他家時，不帶幼小的牛頓，又能安心與他過日子，因而不得不做出這種安排。牛頓母子二人傷心落淚後依依惜別，強忍痛苦，過早地骨肉分離了，牛頓與外婆主要靠租佃收入過活，外婆也幹些農活和飼養牛馬雞羊等農畜家禽，因而牛頓常常是耐著寂寞一個人玩、一個人想，漸漸地養成了沉默寡言、膽小靦腆、孤僻的性格。他不喜歡與別的孩子一起玩耍，也很少有笑容。但是幼小的牛頓很願意動手幹木工活，也愛沉思默想一些自然現象。
牛頓生活的時代是英國從封建社會向資本主義社會過渡的時期，新型的生產力和生產關係正在崛起，經濟變革伴隨而來的政治革命，英國早期的資產階級革命取得了勝利。1644年、1645年這兩年，克倫威爾指揮下的資產階級軍隊在反對王黨軍隊的戰爭中節節勝利。1649年，英國國王查理一世被處決，英國宣布成立共和國。後來又經過了君主立憲製的複辟與反複辟的激烈鬥爭。政治上日趨成熟的資產階級努力從政治上和經濟上擺脫封建的桎梏，同時越來越注重發展自然科學和數學。所以在牛頓的孩提時代，英國就已經有了中學和大學。進入中學的，主要是貴族子弟，或想出任神職的人，或想作能看藥書配藥的藥劑師。所以在那個時代，莊園主、牧師或藥劑師的兒子，通常都要念私塾。私塾類似於現在的私立小學，但不大。教學的科目隻有讀、寫、算三科。教職員多半是辦學人的眷屬。牛頓到了6歲，也被舅舅詹姆士牧師和外祖母送到兩家私塾去念書，往返要走三公裏的路。老師揮著教鞭，目光嚴厲。膽怯的牛頓慌張地回答不好問題，還要挨鞭子，因而對學校很厭倦，上課時總是心不在焉，成績上不去，常被列為劣等。下課又不跟人交朋友，也不會頑皮，一心等待著放學回家。老師和同學們都把他看作是“遲鈍的呆子”，而牛頓從不理會這些印象。放學回到家裏，專注於喜愛的各種勞作，其中自有一番說不出的樂趣。
牛頓與眾多的孩子不同的，是喜歡沉思默想和富有好奇心。他不僅勤於思考，還總願意動手做點什麼。從學校回來，拿起鋸子和錘子，就顯得格外生氣勃勃。起初做些箱子、架子等簡單的東西，以後又想作會轉動的四輪車。牛頓把僅有的一點零用錢都用來買各種材料：木板、支柱、鐵釘、螺旋頭等等。他常常勞作到深夜，竟然真地做成了。後來他又迷上了寫生畫畫，畫蘋果樹，畫白石小屋，畫攀緣在牆上的葛藤，細心地塗上各種顏色。在畫蘋果樹時，已經注意到了影子的移動。後來他又在地麵上直立地豎起一根樹枝，細心觀察影子的變化和時間的關係。然後又改用木板，使它倚牆斜立於地麵，進行觀察。入冬以後，他冒著嚴寒，繼續觀察和思考，並在牆壁上畫上刻度。即使在他9歲那天的聖誕節，母親和繼父來看望他共進豐盛的晚餐，也未能使他感到高興，他依然若有所思，沉默安靜。太陽光下的影子會隨著時間的變化而移動，這一現象啟發了牛頓去做一個日晷——一種根據測日影以定時刻的儀器。這個石製的日晷的圓盤邊緣有刻度，中間豎一根小棍，由小棍的影子所指示的刻度，可以知道時間。後來這個日晷儀放在教會保存著。
牛頓12歲時，進入格蘭薩姆的皇家中學就讀。當時還沒有發明汽車、火車和電車，隻是偶爾有長途的驛馬車。牛頓隻好租房居住在克拉克藥局的二樓，以便就近上學。藥局夫人的弟弟是該中學的數學老師。但是牛頓不喜歡學習，隻喜歡做機械、木工活之類的事情，也喜歡繪畫和作詩。他畫的風車機械圖、水車圖博得了人們的好評。他做的水車放到小溪流中，真的能飛快地旋轉起來了，他非常的高興。但是他不把學校的功課放在心上，喜歡獨自沉思默想，所以這裏的同學們仍然把他叫做“呆子”。調皮搗蛋的同學，看到他軟弱可欺，就把他當做惡作劇捉弄的對象。隻有史托克校長和克拉克夫人的弟弟認為牛頓是個優秀的少年，常常鼓勵和督促他好好學習。