英国科学家。他总结了力学三大定律和万有引力定律，构建了人类历史上第一个关于宇宙运行的完备的科学体系。

1642年，牛顿诞生于此。

牛顿是个早产儿，出生时仅够装进一个一升容量的马克杯中。他的母亲非常担心养不活他，但是他却健康地长大了，并活到了85岁高龄。

1651年，由9岁的牛顿用小刀刻划而成，现存英国科尔斯特沃斯村圣约翰教堂内。

1655—1660年，牛顿（13—18岁）就读于此。

牛顿在格兰瑟姆文科学校时曾进行测量风力的实验，并制作了一个风车模型。

牛顿在格兰瑟姆文科学校时曾在窗台上刻下了自己的姓名。日后，他凭借伟大的科学成就将自己的名字永远刻在了人类历史上。

1661年，牛顿19岁，来到剑桥大学就读。在这里，牛顿的学习兴趣非常广泛，包括语音学、数学、物理学、天文学、占星术，等等。

著名数学家，剑桥大学首任卢卡斯讲座教授，是牛顿最重要的导师之一。正是他发现了牛顿的才华，并推荐牛顿继任第二任卢卡斯讲座教授。

1665—1666年被誉为“牛顿奇迹年”。当时，英国各地鼠疫流行，剑桥大学被迫关闭，牛顿只好回到家乡躲避。期间，牛顿的创造力大爆发，在数学、物理学、天文学等领域都进行了伟大的创造。

牛顿一生的成就是辉煌的，他在数学、光学、力学、天文学等领域都作出了伟大的贡献。在完成这些贡献的过程中，他也与同时代的科学家进行了长期的争论。

一种光的干涉图样。1675年，由牛顿首先进行了定量测定。平凸透镜与玻璃平板组合时，用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心圆环。

尽管牛顿对牛顿环作了精确的定量测定，但是他却始终坚持光的微粒说，与以荷兰科学家惠更斯为代表的光的波动说一派进行了长期的争论。

（Robert Hooke，1635—1703）纪念碑

在天文学和力学方面，牛顿与胡克就“重力与距离平方成反比关系”的优先发现权问题展开了激烈的争论。

1715—1716年，莱布尼茨（G.W.Leibniz，1646—1716）针对牛顿的绝对时空观和万有引力本质问题向牛顿发起挑战，克拉克（Samuel Clarke，1675—1729）代表牛顿应战。双方的通信就是通过当时的威尔士亲王妃卡洛琳传递的。

牛顿与莱布尼茨间最大的争论是关于微积分发明权的争论。

由于牛顿与莱布尼茨都是皇家学会会员，为了解决微积分发明权的争论，皇家学会曾于1712年成立了专门的调查委员会。

除了争论，牛顿也与许多科学家和学者建立了良好的友谊。除了他的老师巴罗以及他的学生科茨（Roger Cotes，1682—1716）等人外，其名单同样可以开出一长串。

英国思想家、哲学家，经验主义的代表人物之一。他与牛顿不仅互通信件，而且互有拜访。其经验主义对牛顿有深刻影响。

英国天文学家、数学家、地理学家。他将牛顿定律运用于彗星研究，成功地预言了哈雷彗星的回归。他不仅鼓励牛顿完成了《自然哲学之数学原理》（简称“《原理》”）一书，而且出资赞助出版了该书。

除了科学方面的成就，牛顿晚年还曾经担任英国皇家学会会长、皇家造币厂厂长，改进了铸币；此外，还曾经担任代表剑桥大学的国会议员。

1727年，牛顿逝世，英国以隆重的国葬仪式将他安葬在威斯敏斯特大教堂。这里一向是王公贵族的墓地，牛顿成为第一个安息在此的科学家。

为纪念牛顿而以他的名字命名的月球环形山，是月球近地边最深的环形山。

牛顿的《自然哲学之数学原理》诞生在近代科学革命发生以后，培根（Francis Bacon，1561—1626）、洛克的经验主义，伽利略（Galileo Galilei，1564—1642）的实验科学以及波义耳（Robert Boyle，1627—1691）的神学和哲学观念都对他有着重要的影响。

哥白尼提出的日心说颠覆了教会所宣扬的地心说，掀开了近代科学革命的大幕，为牛顿建立完备的宇宙体系奠定了基础。

在思辨风气甚嚣尘上的时代，伽利略倡导实验科学和定量研究。这一新的科学传统自牛顿以后才成为自然科学的标准思维。

培根和洛克所倡导的经验主义对近代机械唯物主义和实验科学的发展起了巨大推动作用。牛顿正是在这样的思想背景下构建起他的宇宙体系的。

波义耳认为每一个哲学家最崇高的职责是认识并证明上帝的存在和完美，人类只能通过自然哲学（即科学）去研究自然才能最终认识上帝。

笛卡儿（René Descartes，1596—1650）的涡旋说体系是牛顿出生时面对的最大的宇宙体系。它提供了一种关于天体运行动力的解释，但无法解释行星的逆行和发光等现象，而且据此计算得出的速度与观测数据不符。

希腊晚期产生的天球模型认为，天空中所有的物体都镶嵌在天球的实体轨道上运行。这种天球实体轨道模型在后来一千多年的时间里占据了统治地位，但是它无法解释不同星体轨道形状的差异，尤其是无法包容彗星轨道的特殊性。

在确定彗星轨道方面，天文学家弗拉姆斯蒂德给予了牛顿很大的帮助。

英国格林尼治天文台首任台长，首任皇家天文学家。

在谋篇布局上，牛顿的《自然哲学之数学原理》模仿欧几里得《几何原本》，是一种公理化体系，它从最基本的定义、公理出发，推导出全部的定理和结论。

《宇宙体系》作为《自然哲学之数学原理》第三编的初稿，比牛顿后来正式出版的《自然哲学之数学原理》第三编要活泼得多，尽管其中仍有很多公理化的证明和公式，但是却取材多样，流畅通俗，充分显示出牛顿的博学广闻。

在《自然哲学之数学原理》第一编中，牛顿阐述了力学三大定律和万有引力定律以及其他牛顿力学的主要内容。

在《自然哲学之数学原理》第二编中，牛顿探讨了抛体、摆体、流体等运动，并且指出根据涡旋说计算出的速度与实际观测到的行星等天体的运动速度不符，从而摧毁了笛卡儿的旧宇宙体系。

牛顿《宇宙体系》初稿约写于1685年。为了让更多的读者理解他的宇宙体系，牛顿用了很少的数学，相当通俗地阐述了万有引力定律的普遍性。但是次年，胡克要求“重力与距离平方反比关系”优先发现权，牛顿遂将初稿弃置，愤然改写出更数学化的第三编，与前两编共同出版成《自然哲学之数学原理》一书。于是，这部初稿直到牛顿死后第二年（1728年）才公开发表，并题名《宇宙体系（使用非数学的论述）》，以区别于已经出版的《自然哲学之数学原理》第三编。本书即《宇宙体系（使用非数学的论述）》。

斜向上的喷泉显示出了抛体运动的轨迹是一个抛物线。

图为美国F-15E鹰式喷气式飞机尾部的气流。

在《宇宙体系》中，牛顿将其力学理论应用于整个宇宙（实际上是他那个时代所知的土星以内的太阳系）。他推算出行星、彗星、月球和海洋的运动。由此，牛顿构建了人类历史上第一个完备的关于宇宙运行的科学体系，它囊括了地面上和天空上所有物体的运动。

牛顿推算了太阳与各行星的运动。

牛顿推算了各行星及其卫星的运动，包括地球和月球的运动。

牛顿认为，他的宇宙体系战胜前人的关键就在于其彗星理论。他成功地推算了彗星的运动，从而清除了天球模型的影响。

牛顿推算了地球上的海洋等潮汐运动与日月吸引力的关系。

牛顿成功地预言了地球由于自转而形成赤道长、两极短的扁球状。

为了验证牛顿对地球形状的预言，欧洲各国，尤其是英、法两国竞相派出科考队去测量大地经纬线长度。最终，法国国王路易十四（Louis-Dieudonné，1638—1715）派出的两支科考队成功地测算了大地的赤道周长和南北极经线长度，证明了牛顿宇宙体系的正确性。

英国哲学家、神学家，近代经验主义代表人物之一。他批评牛顿的宇宙体系中的绝对时空观排除了上帝的位置，属于无神论。作为一个虔诚的基督徒，牛顿特意在《自然哲学之数学原理》第二版中加了一篇“总释”，以回应贝克莱的批评。牛顿认为：“我们只能通过他（上帝）对事物的最聪明、最卓越的设计，以及终极原因来认识他。”

牛顿用水桶实验所阐述的绝对时空观在日后遭到马赫（Ernst Mach，1838—1916）的深度批评，最终被爱因斯坦（Albert Einstein，1879—1955）相对时空观所取代。

莱布尼茨质疑万有引力的本质，认为这样一种瞬时、超距的作用力是一种说不清道不明的“隐秘的质”。他的批评推动了对引力本质的思考。

英国神学家、古典学者，曾任剑桥大学三一学院院长。他提出引力佯谬（亦称本特利悖论），即如果宇宙是无限的，而重力又总是表现为吸引力，那么，所有物质最终应该被吸引到一起，无限大的引力将使整个世界产生爆炸或撕裂。这是对牛顿宇宙体系缺陷更深刻的洞见。

“啊！巨人，是你给人类带来火种，送来光和热，送来人类新的纪元！”这是人们对神话中普罗米修斯的赞歌。牛顿的宇宙体系也像一把巨火，照亮了整个世界。与牛顿同时代的英国诗人蒲柏（Alexander Pope，1688—1744）也曾对牛顿发出类似的赞叹：“自然界和自然界的定律隐藏在黑暗中；上帝说：‘让牛顿去吧！’于是，一切成为光明。”

爱因斯坦一直致力于新的统一的宇宙体系理论，但是他并未成功。在对牛顿宇宙体系的评价中，他坦言道：“至今还没有可能用一个同样无所不包的统一概念来代替牛顿关于宇宙的统一概念。要是没有牛顿的明晰的体系，我们到现在为止所取得的收获就会成为不可能。”

·The System of the World·

在牛顿之前没有，在牛顿之后也没有任何一个人，能对欧洲的科学和思想产生如此巨大和深远的影响了。

——爱因斯坦

我们应该尊敬和推崇的，正是以真理的力量来统帅我们头脑的人，而不是依靠暴力来奴役人的人，是认识宇宙的人，而不是歪曲宇宙的人。

——伏尔泰

在人类的所有数学成果中，牛顿一个人的贡献就超过了一半。

——莱布尼茨

本书列入“十三五”国家重点图书出版规划