被譽為近代科學的開創者牛頓，在科學上作出了巨大貢獻。他的三大成就——光的分析、萬有引力定律和微積分學，對現代科學的發展奠定了基礎。
牛頓為什麽能在科學上獲得巨大成就？他怎樣由壹個平常的人成為壹個偉大的科學家？要回答這些問題，我們不禁要聯想到他刻苦學習和勤奮工作的幾個故事。
“我壹定要超過他！”
壹談到牛頓，人們可能認為他小時候壹定是個“神童”、“天才”、有著非凡的智力。其實不然，牛頓童年身體瘦弱，頭腦並不聰明。在家鄉讀書的時候，很不用功，在班裏的學習成績屬於次等。但他的興趣卻是廣泛的，遊戲的本領也比壹般兒童高。平時他愛好制作機械模型壹類的玩藝兒，如風車、水車、日晷等等。他精心制作的壹只水鐘，計時較準確，得到了人們的贊許。
有時，他玩的方法也很奇特。壹天，他作了壹盞燈籠掛在風箏尾巴上。當夜幕降臨時，點燃的燈籠借風箏上升的力升入空中。發光的燈籠在空中流動，人們大驚，以為是出現了彗星。盡管如此，因為他學習成績不好，還是經常受到歧視。
當時，封建社會的英國等級制度很嚴重，中小學裏學習好的學生，可以歧視學習差的同學。有壹次課間遊戲，大家正玩得興高采烈的時候，壹個學習好的學生借故踢了牛頓壹腳，並罵他笨蛋。牛頓的心靈受到這種刺激，憤怒極了。他想，我倆都是學生，我為什麽受他的欺侮？我壹定要超過他！從此，牛頓下定決心，發奮讀書。他早起晚睡，抓緊分秒、勤學勤思。
經過刻苦鉆研，牛頓的學習成績不斷提高，不久就超過了曾欺侮過他的那個同學，名列班級前茅。
籬笆下的樂趣
世界上有許多著名的科學家的家境是清貧的。他們在通往成功的道路上，都曾與困苦的境遇作過頑強的鬥爭。牛頓少年時代的境遇也是十分令人同情的。
牛頓壹六四二年出生在英國壹個普通農民的家裏。在牛頓出生前不久，他的父親就去世了。母親在他兩歲那年改嫁了。當牛頓十四歲的時候，他的繼父不幸故去了，母親回到家鄉，牛頓被迫休學回家，幫助母親種田過日子。母親想培養他獨立謀生，要他經營農產品的買賣。
壹個勤奮好學的孩子多麽不願意離開心愛的學校啊！他傷心地哭鬧了幾次，母親始終沒有回心轉意，最後只得違心地按母親的意願去學習經商。每天壹早，他跟壹個老仆人到十幾裏外的大鎮子去做買賣。牛頓非常不喜歡經商，把壹切事務都交托老仆人經辦，自己卻偷偷跑到壹個地方去讀書。
時光漸漸流逝，牛頓越發對經商感到厭惡，心裏所喜歡的只是讀書。後來，牛頓索性不去鎮裏營商了，僅囑老仆人獨去。怕家裏人發覺，他每天與老仆人壹同出去，到半路停下，在壹個籬笆下讀書。每當下午老仆人歸來時，再壹同回家。
這樣，日復壹日，籬笆下的讀書生活倒也其樂無窮。壹天，他正在籬笆下興致勃勃地讀書，趕巧被過路的舅舅看見。舅舅壹看這個情景，很是生氣，大聲責罵他不務正業；把牛頓的書搶了過來。舅舅壹看他所讀的是數學書，上面畫著種種記號，心裏受到感動。舅舅壹把抱住牛頓，激動地說：“孩子，就按妳的誌向發展吧，妳的正道應該是讀書。”
回到家裏後，舅舅竭力勸說牛頓的母親，讓牛頓棄商就學。在舅舅的幫助下，牛頓如願以償地復學了。
在暴風中研究和計算風力
時間對人是壹視同仁的，給人以同等的量，但人對時間的利用不同，而所得的知識也大不壹樣。
牛頓十六歲時數學知識還很膚淺，對高深的數學知識甚至可以說是不懂。“知識在於積累，聰明來自學習”。牛頓下決心靠自己的努力攀上數學的高峰。在基礎差的不利條件下，牛頓能正確認識自己，知難而進。他從基礎知識、基本公式重新學起，紮紮實實、步步推進。他研究完了歐幾裏德幾何學後，又研究笛卡兒幾何學，對比之下覺得歐幾裏德幾何學膚淺，便悉心鉆研笛氏
幾何學，直到掌握要領、融會貫通。遂之發明了代數二項式定理。傳說中牛頓“大暴風中算風力”的佳話，可為牛頓身體力學的佐證。有壹天，天刮著大風暴。風撒野地呼號著，塵土飛揚，迷迷漫漫，使人難以睜眼。牛頓認為這是個準確地研究和計算風力的好機會。於是，便拿著用具，獨自在暴風中來回奔走。他踉踉蹌蹌、吃力地測量著。幾次沙塵迷了眼睛，幾次風吹走了算紙，幾次風使他不得不暫停工作，但都沒有動搖他求知的欲望。他壹遍又壹遍，終於求得了正確的數據。他快樂極了，急忙跑回家去，繼續進行研究。有誌者事竟成。經過勤奮學習，牛頓為自己的科學高塔打下了深厚的基礎。不久，牛頓的數學高塔就建成了，二十二歲時發明了微分學，二十三歲時發明了積分學，為人類科學事業作出了巨大貢獻。
萬有引力和光的秘密
牛頓二十三歲時，鼠疫流行於倫敦。劍橋大學為預防學生受傳染，通告學生休學回家避疫，學校暫時關閉。牛頓回到故鄉林肯郡鄉下。在鄉下度過的休學日子裏，他從沒間斷過學習和研究。萬有引力、微積分、光的分析等發明的基礎工作，都是這個期間完成的。
那時，鄉下的孩子是常常用投石器打幾個轉轉之後，把石拋得很遠。他們還可以把壹桶牛奶用力從頭上轉過，而牛奶不掉下來。
這些事實使他懷疑起來：“什麽力量使投石器裏面的石頭，以及水桶裏的牛奶不掉下來呢？對於這個問題，他曾想到刻蔔勒和伽利略的思想。他從浩瀚的宇宙太空，周行不息的行星，廣寒的月球，直至龐大的地球，進而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這時，牛頓壹頭紮進“引力”的計算和驗證中了。牛頓計劃用這個原理驗證太陽系各行星的行動規律。他首先推求月球距
地球的距離，由於引用的資料數據不正確，計算的結果錯了。因為依理推算月球圍繞地球轉，每分鐘的向心加速度應是十六英尺，但據推算僅得十三點九英尺。在失敗的困境中，牛頓毫不灰心和氣餒，反而以更大的努力進行辛勤地研究。整整經過了七個春秋寒暑，到三十歲時終於把舉世聞名的“萬有引力定律”全面證明出來，奠定了理論天文學、天體力學的基礎。
這時期牛頓還對光學進行了研究，發現了顏色的根源。壹次，他在用自制望遠鏡觀察天體時，無論怎樣調整鏡片，視點總是不清楚。他想，這可能與光線的折光有關。接著就實驗起來。他在暗室的窗戶上留壹個小圓孔用來透光，在室內窗孔後放壹個三棱鏡，在三棱鏡後掛好白屏接受通過三棱鏡折進的光。結果，大出意外，牛頓驚異地看到，白屏上所接受的折光呈橢圓形，兩端
現出多彩的顏色來。對這個奇異的現象，牛頓進行了深入的思考。得知光受折射後，太陽的白光散為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。因此，白光（陽光）是由紅、橙、黃、綠、藍、 靛、紫七色光線匯合而成。自然界雨後天晴，陽光經過天空中余圍的雨滴的折射、反射，形成五彩繽紛的虹霓，正是這個道理。
經過進壹步研究，牛頓指出世界萬物所以有顏色，並非其自身有顏色。太陽普照萬物，各物體只吸收它所接受的顏色，而將它所不能接受的顏色反射出來。這反射出來的顏色就是人們見到的各種物體的顏色。這壹學說準確地道出顏色的根源，世界上自古以來所出現的各種顏色學說都被它所推翻。
牛頓所以能取得如此巨大的成就，早年苦學所打下的深厚數學基礎起了重要作用。
進入忘我的境界
在壹個崎嶇的山路上，壹位白發蒼蒼的老人牽著壹匹馬在緩緩登山。人在前面慢慢地走，馬在後面壹步步地跟，山谷中響著單調的馬蹄聲。走啊，走啊，馬突然脫韁而跑，老人由於沈浸在極度的思索之中，竟沒有發覺。老人依然不畏艱難地登著山，手裏還牽著那根馬韁繩。當他登到較平坦的地方想要騎馬時 壹拉韁繩，拽到面前的只是壹根繩，回頭壹看馬早已沒有了。
牛頓每天除抽出少量的時間鍛煉身體外，大部分時間是在書房裏度過的。壹次，在書房中，他壹邊思考著問題，壹邊在煮雞蛋。苦苦地思索，簡直使他癡呆。突然，鍋裏的水沸騰了，趕忙掀鍋壹看，“啊！”他驚叫起來，鍋裏煮的卻是壹塊懷表。原來他考慮問題時竟心不在焉地隨手把懷表當做雞蛋放在鍋裏了。
還有壹次，牛頓邀請壹位朋友到他家吃午飯。他研究科學入了迷，把這件事忘掉了。他的傭人照例只準備了牛頓個人吃的午飯。臨近中午，客人應邀而來。客人看見牛頓正在埋頭計算問題，桌上、床上擺著稿紙、書籍。看到這種情形，客人沒有打攪牛頓，見桌上擺著飯菜，以為是給他準備的，便坐下吃了起來。吃完後就悄悄地走了。當牛頓把題計算完了，走到餐桌旁準備吃午
飯時，看見盤子裏吃過的雞骨頭，恍然大悟地說：“我以為我沒有吃飯呢，我還是吃了。”
這些故事究竟是真是假，並不關重要，不過表明了牛頓是壹個怎樣沈思默想，不修邊幅，虛己斂容的人，他對科學極度的專心，總是想著星辰的旋轉，宇宙的變化，而進入了忘我的境界。
謙虛謹慎、壹絲不茍的學風
“寬闊的河流平靜，學識淵博的人謙虛。”凡是對人類發展作出巨大貢獻的偉大人物，都有謙虛的美德。牛頓每當在科學上獲得偉大成就時，從不沾沾自喜，自以為很了不起，急忙出版著作，以揚名於世。
當牛頓費盡心血算出“萬有引力定律”後，沒有急於發表。而是繼續孜孜不倦地深思了數年，研究了數年，埋頭於數字計算之中，從未對任何人講過壹句。後來，牛頓的朋友，大天文學家哈雷（彗星的發現者），在證明壹個關於行星軌道的規律遇到困難時，專程登門請教牛頓。牛頓把自己關於計算“萬有引力”的書稿交給哈雷看。哈雷看後才知道他所要請教的問題，正是牛頓
早已解決、早已算好了的問題，心裏欽羨不已。
在壹六八四年十壹月某壹天，哈雷又到牛頓的寓所拜訪。當談到有關天文學的學術問題時，牛頓拿出寫好的關於論證“萬有引力”的論文，請哈雷提意見。哈雷看後，對這壹巨著感到非常驚訝。他欣喜地對牛頓說：“這真是偉大的論證、偉大的著作！”他再三奉勸牛頓盡快發表這部偉大著作，以造福於人類。可是牛頓沒有聽信朋友的好意勸告，輕易地發表自己的著作。而是經
過長時間的壹絲不茍的反復驗證和計算，確認正確無誤後，才於壹六八七年七月將《自然哲學的數學原理》發表於世。
牛頓是個十分謙虛的人，從不自高自大。曾經有人問牛頓：“妳獲得成功的秘訣是什麽？”牛頓回答說：“假如我有壹點微小成就的話，沒有其它秘訣，唯有勤奮而已。”他又說：“假如我看得遠些，那是因為我站在巨人們的肩上。”這些話多麽意味深長啊！它生動地道出牛頓獲得巨大成就的奧妙所在，這就是在前人研究成果的基礎上，以獻身的精神，勤奮地創造，開辟出科
學的新天地。