牛顿是家喻户晓的大物理学家。他的巨著《自然哲学的数学原理》，系统地总结了三大运动定律和万有引力定律，把地上的运动规律和天体的运动规律纳入一个统一的理论中，从而完成了人类知识的第一次大综合。他所创立的牛顿经典力学体系，影响世界达300多年，至今仍在造福人类。牛顿对近代文明的进步起了不可估量的作用。

当有人问牛顿为什么会取得这样辉煌的成就时，牛顿回答说：“如果我看得更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。”

牛顿的话并不是一时的谦虚之词，他说的是实情。所谓“站在巨人的肩膀上”，指的就是他的伟大发现是建立在哥白尼、伽利略、开普勒这些巨人成就的基础上的。

就拿他发现万有引力定律来说吧。据科学史记载，牛顿对万有引力的研究不是从零开始的，在他之前，已有许多人做过开拓性的工作。

1543年哥白尼提出了“天体运行论”，以太阳为诸行星的运转中心和地球自转来解释星象，对人类以自我为中心的宇宙观作了一个革命性的改变。其后，开普勒根据丹麦天文学家第谷多年的观察记录，总结出了行星运行三大定律。行星运行第一定律又称轨道定律，它指出“行星沿椭圆轨道运动，太阳在椭圆的一个焦点上”；行星运行第二定律又称面积定律，说的是“在相同的时间里，太阳和运动着的行星之间的连线扫过的面积相等”；行星运行第三定律又称周期定律，也即“行星公转周期的平方与它同太阳距离的立方成正比”。

开普勒的成就使哥白尼理论大为改观，从而为后来的牛顿发现万有引力定律开辟了道路。

开普勒最伟大的贡献，是打破了天体只能做匀速圆周运动的旧的天文观念，从大量观测数据中总结出行星运动的三大规律。他因此被誉为“天空的立法者”。开普勒从第谷大量准确如实的观测记录中总结出了规律，这是他了不起的地方。不过他发现的只是事实，并未找到原因。也就是说，开普勒判明了行星应该是这样运行的，至于行星为什么会这样运行，开普勒并不知道。牛顿后来找到了原因，这就是万有引力定律。开普勒还有一个局限，就是在力学问题上，他仍然承袭了亚里士多德的旧观念，认为物体需要不断施加推动力才能保持运动。

伽利略和开普勒恰好相反，他否定了亚里士多德的旧力学观念，阐明了如果没有外力作用，物体将永远保持原有的运动状态。但是伽利略尽管发现了天空里那样多的“新大陆”，却坚持行星运动是匀速圆周运动的传统观念。

伽利略的伟大贡献开辟了经典力学和实验物理学的先河。他确立了自由落体定律，发现了物体的惯性定律、合力定律、抛物运动规律，并提出了运动的相对性原理，还对速度、加速度等运动学的基本概念作了严格的定义。所有这些对牛顿力学的建立，都起到了重要的奠基作用。伽利略因此被称为“近代物理学之父”。

亚里士多德认为，物体只有在一个持续的推动力作用下，才能保持运动；一旦推动力停止作用，物体就会停止下来。哥白尼的学说起初遭到反对，除了与《圣经》相违背外，还有一个原因就是找不到力学的解释。如果没有一个永恒的力推动，偌大一个地球为什么会如此风驰电掣般运转呢？

伽利略根据对自由落体的研究，并且通过大量斜面运动实验，推出了他的著名的惯性理论。伽利略的结论是：运动并不需要力来维持。这是一个观念上的革命。牛顿正是从伽利略的惯性理论出发，总结成为第一定律，即惯性定律：“每个物体继续保持其静止或沿一直线做等速运动的状态，除非有力加于其上，迫使它改变这种状态。”这一定律是牛顿力学最重要的基石之一。(www.daowen.com)

伽利略找到了问题的答案：外力作用改变的是物体运动的速度，也就是产生加速度。换句话说，速度本身不是外力的作用，速度的改变才是它的结果。物体既然存在惯性，天体运动就没有什么神秘的了。行星一旦具有运动，无须一个永恒的外力推动，也会永远在太空遨游。

不过让人费解的是，为什么行星不沿直线运动，而是做环绕的圆周运动呢？伽利略解释不了这一点。这位大师误认为，等速圆周运动也是惯性运动，因而行星正是按圆周轨道做等速运动，才能永恒的运转。伽利略成功地解决了地上的运动，对于天空的运动，他就束手无策了。

正是伟大的牛顿把伽利略的“地上的运动”和开普勒的“天上的运动”统一了起来。开普勒和伽利略各自有其伟大发现，但又“互不理会”对方，因此两人都没能发现万有引力，最后让牛顿拔得头筹。现在我们明白了：牛顿一只脚站在伽利略肩上，另一只脚站在开普勒肩上。他因此看见了这两位巨人都未看见的上帝构筑的宇宙大厦！在《自然哲学的数学原理》的全书中，都体现了牛顿的这个初衷，他将新的数学工具运用于分析引力、潮汐、彗星、声和光、流体阻力，乃至整个宇宙。其中一个最辉煌的战果就是万有引力定律。

牛顿经过严密的数学论证，得出结论：“万物彼此都吸引着；这个引力的大小与各个物体的质量成正比例，而与它们之间的距离的平方成反比例。”

这就是著名的“万有引力定律”。

牛顿运用万有引力定律，不仅解释了已有的理论已经说明的现象，如伽利略发现的惯性定律和自由落体定律；而且能说明并解释已有的理论不能解释的现象，如圆满地解释了开普勒的行星运动三定律；更难得的是，它还预见了新的尚未发现的天文现象，包括后来证实的天王星的存在。

[智慧箴言]

把简单的事情考虑得很复杂，可以发现新领域；把复杂的现象看得很简单，可以发现新定律。

——牛顿