1658 年，牛顿作了第一次物理实验，测量顺风跳跃和逆风跳跃的距离，为了测验风力，牛顿在暴风雨中跑来跑去，淋得浑身湿透，把他母亲吓坏了，以为他“疯”了。

19 岁时，勤奋好学的牛顿以优异的成绩，考入了著名的剑桥大学三一学院。学院优越的教学设备、众多的图书资料、浓厚的学术气氛，以及许多享有盛誉的老师，使牛顿获益匪浅。大学期间，他更加刻苦攻读，悉心钻研数学、光学和天文学，为后来的重大科学发现打下了坚实的基础。

学院里的巴罗教授发现牛顿具有非凡的才能，推荐他当研究生，并为他指出了攀登科学高峰的方向。1664 年，经过考核，巴罗让牛顿做他的助手。第二年，牛顿获剑桥大学学士学位，大学毕业后牛顿留在大学研究室，开始了他的科研生涯。

1665 年6 月，一场可怕的瘟疫在伦敦流行，剑桥大学被迫停课，牛顿因此回到故乡。在家乡躲避瘟疫的18个月，可以说是牛顿一生中最重要的一个时期。这期间，他系统地整理了大学里学习过的知识，潜心钻研开普勒、笛卡尔、阿基米德、伽利略等前辈科学家的主要论著，还进行了许多科学试验。几乎他所有最重要的发现：万有引力定律、经典力学、微积分、光学等基本上都萌发于这段时期。

万有引力定律的发现是牛顿在自然科学中最辉煌的成就。在乡下时，牛顿非常注意观察太阳、月亮和星辰的运行。脑海里经常长久地思考着一个问题：对于天体的运动能不能从动力学的角度去解释？

1666 年的一天，牛顿正坐在花园里的苹果树下专心地思考着地球引力的问题，忽然，一只熟透了的苹果从树上掉下来，正好打中牛顿的脑袋，然后滚落进草地上一个小坑洼里。牛顿顾不得去揉一揉被苹果打疼的脑袋，便被苹果落地这一十分普通的自然现象所吸引。他问自己，苹果为什么不掉向天空，却偏偏落向地面呢？如果说苹果有重量，那么重量又是怎样产生的呢？牛顿进一步思索着苹果和地球之间相互吸引的问题。他想，地球大概有某种力量，能把一切东西都吸向它吧。物体所具有的重量，可能就是受地球引力的表现。这说明苹果和地球之间有相互引力，而这种引力在整个宇宙空间可能都是存在的。他将人们的想象由一只苹果的落地引向了星体的运行。

牛顿思索着，他想：地球的引力如果没有受到阻止，那么月亮是否也会受到地球的吸引力呢？月亮总是按照一定的轨道，绕地球旋转而不会越轨跑掉，不正是地球对它有吸引作用的结果吗？他又进一步推想到：各个行星之所以围绕着太阳运转，也必定是太阳对它们的吸引作用产生的。

牛顿在探索苹果落地之谜后得出结论：“宇宙的定律就是质量与质量间的相互吸引。”从行星到行星，从恒星到恒星，这种相互吸引的交互作用，遍及无边无际的空间，使宇宙间的每一事物都依照它的既定的轨道，在既定的时间，向着既定的位置运动。牛顿把这种存在于整个宇宙空间的相互吸引作用称之为“万有引力”。