剑桥大学的学术气氛消失了，充满威严的建筑物，如今已空空洞洞，神圣的礼堂变成不祥的老鼠窝。不论哪个学院，都不见人影，只有灰色的小动物，以令人不安的骚动声，到处奔走。等到没有东西可吃，它们就留下了因鼠疫而死的同伴离开了。学问的殿堂，成为死寂的世界。
1666年的年底，仅伦敦就有七万多的牺牲者。三分之二的人早已逃到外地去了，剑桥也差不多是这个样子。
剑桥大学的门不敢随便再开。教授或学生，有的死了，有的到乡下过无聊的日子。直到这些人回来，学问之火却已熄灭无踪了。
但是牛顿不同。他在艾尔斯索普的家，以研究学问的立场来说，一点也不亚于大学，因为他是无需受教或与人讨论的。
着眼于光的分解的研究，而完成了反射望远镜这一件事，作为一个科学家一生的成就来看，足堪欣慰。
但是，牛顿不骄傲自满，他认为这只是翻开了真理发现史的一页而已。
那段时期，萦绕在这个大学生头脑里的是月球和重力。
鼠疫休假的第二年夏天，有一次由于酷热，牛顿来到庭院，坐在苹果树荫下。
山丘上吹来的微风，拂弄着牛顿的金发。他坐着眺望从小就看熟了的景色。
“啪！”
在眼前落下了一个苹果。
“好直啊！”
对于这种理所当然的事情，竟然会感动，牛顿也自觉奇怪。他对于自由落体运动，不知不觉间，有新的观点在萌发了。
“苹果是向地球中心坠落的。”
几何学的想法，把苹果和地心连成一直线。但是，物理学的想法却不允许。
“为什么苹果会向地心方向坠落？”
这是难题。但是，以问题的性质来说，是可以论理解决的。以单纯的三段论法可这么说吧：一、某物体为他物体所吸引，则向该物体方向运动。
二、苹果向地心方向运动。
三、所以，地心吸引苹果。
这就是牛顿的论理。但是，地心只是一个点而已，说点能吸引苹果就怪了，所以牛顿就想到一切物质有引力。以地球来说，他认为地球各部分的引力集中于地心。
牛顿此时又推论，如果说地球吸引苹果的话，那么苹果也在吸引地球。他把苹果和地球同样视为物质。
如此推想得到的结论是，物质吸引物质的力充满在整个宇宙。这就是所谓的万有引力的思想。
牛顿心里正在建立一个不变的原则，物理学上的真理非用数学的语言表示不可。不做到这一点，牛顿是不满足的。
“这个苹果在月球上的话，也会直落下来吗？”
万里晴空中，如画的月球，白白淡淡地悬挂着。牛顿认为月球上的苹果，不直落于地球表面，而一定直落于月球表面。牛顿又认为，月球上的苹果直落于地球的话，月球也一定会落到地球上来。
但是，月球为什么不落到地球上来呢？
月球和苹果都是物质，一个落下，另一个却不落下，那就不公平了。神不会不公平的。他碰到这一难题，想来想去很感头痛。他看着月亮瘦下去又胖起来。月亮似乎也在天上看着这个烦恼的青年。
“月球也在落呀！”
某一满月的夜晚，牛顿拍了一下大腿，他想通了，高兴无比。
起初，牛顿一直在想苹果要拿到多高才不会落到地面。又觉得把苹果拿到像月球那样高才不会落下的想法是可疑的。
玉盘一般的月亮，不觉间向南移转。当然，月亮的大小与升上东方天空时差不多。正是因为月球在转，所以大小才会经常一样。如果月球不旋绕地球，月球就会离开地球，飞向宇宙的另一方，那么月球就会愈来愈小。
牛顿再度仰望月球。
月球不落到地面上来，不是因为在高的地方，而是因为绕着地球在旋转。即使是苹果，不必拿到月球那么高，只要能让它绕着地球旋转，也就不会落到地面上来了。
外表上，物体的落下有两种。
苹果离开树木后的运动是落下。此一落下的结果是：苹果啪的一声落到地面上。月球的运动也是落下。此一落下中，月球不落在地面上，而是保持一定距离，绕着地球旋转。但是，月球仍是在落，如果月球不是在落，应该会停止圆周运动，渐渐远离地球而去。
地球吸引月球和苹果的力有多大的不同呢？天体的引力与距离有怎么样的关系呢？
这个自由自在的头脑，从苹果向月球，再从月球向一般天体，做了三级跳。这绝不是盲目地飞跃，这是受到开普勒的引导。关于行星的运动，开普勒发现了三条有名的定律。其中之一是：“行星公转周期的平方，与该行星和太阳间距离的立方成正比。”
以地球和水星为例。离太阳的平均距离，地球是水星的26倍，其立方约为17。地球的公转周期是水星的41倍，其平方约为17。只要这两个数字同为17，开普勒就满意了。
这个叙述行星与太阳的距离和公转周期关系的定律，引导牛顿走向行星。
天体引力的大小，到底与距离有怎么样的关系呢？
于是，这个青年数学家面对书桌计算起来，出现在数式中的符号，谁也没有见过。这是牛顿在前年秋天发明的叫做微积分的新算法（当时称为流分法）。
行星在轨道上运动时，稍微一前进，方向就会发生变化，是因为曲线运动的关系。微积分是可以计算这种流动的量的数学。牛顿把自己独特的数学思想应用到开普勒定律。结果证明太阳引力和太阳到行星的距离的平方成反比，则行星的运动即合乎开普勒定律。
牛顿已经抓到了运动的法则，“力”已经可用数学词语来表示了。力和加速度的关系，是刚满二十三岁的青年独立开辟的世界。
牛顿对于微积分的威力，自己也颇感惊异。他以通宵用功而充血的双眼望向窗外，黎明前的天空，星星正眨着眼睛向他微笑，满月也将隐向西方。
对了，月球是以多大的速度落向地球呢？
牛顿再计算出月球1分钟之间落下的距离，这种问题对他是易如反掌。月球旋绕地球一次的时间——公转周期是已经知道的，月球和地球的距离也已知道。以简单的算术计算，答案是13.5米，苹果1分钟落下的距离是5400米。
这就糟糕了！
牛顿双手抱头，感到困扰起来。地球的引力与距离平方成反比的话，月球1分钟落下的距离该是15米才对啊。
牛顿失望地上床。
证明出牛顿的万有引力定律的15米之差，是由于观测地球大小的不正确所致，那是很久以后的事了。
牛顿躲避瘟疫在家乡住的那段时间里，有一个我们都熟悉的故事，就是一个普通的苹果恰到好处地掉落在牛顿的头上，而牛顿也即时触发了关于重力学说的伟大发现。但事实上，这仅仅是一个美丽的故事而已。在现实中，无论这个知识是多么的深奥，对科学的发展起到了多么惊天动地的影响，它都不会是如此传奇地发生，它的发展过程必然要比美丽的传说故事平淡得多。利用万有引力概念说明天体运行的规律，进而以月球的运动对此加以验证，是牛顿一生贯穿始终的事业，也是牛顿引以为傲的一项成就。如此伟大的成就发生在如此神奇的年代，而广为流传的苹果落地的故事更使这一成就家喻户晓。
早在古典文化发展的开始，亚里士多德就注意到天体的运动有两个明显的特点。一是所有的天体都作圆周运动，二是所有这些运动都是永恒的，经年累月不见衰竭。然而地面上的任何东西，不是上升如袅袅炊烟，就是下落如高山坠石，没有一件能自由地作圆周运动。多么奇怪啊！而且，物体不管运动持续多久，终有止息的一刻。因此亚里士多德认为，天地万物是分为两大类的：一类是“月上”物体，也就是日月星辰；一类是“月下”物体，即我们日常所见的种种物体。但是，自第谷观察彗星，打破了月上月下的界限，对天体运行的原因和本质，无数的学者有了全新思考。开普勒认为是碰力，笛卡尔解释作涡旋，但是，他们的解释都没有很好的证据来证明，因此所有的学者都不是很满意。特别是17世纪中叶以后，笛卡尔的涡旋学说受到了大家的普遍怀疑。
在牛顿的时代，月亮依然是所有天体中最特别的一个，它离地球这么近，体积却这么小，而且月球绕地球运行是久为人知的事，更重要的是，运动的惯性定律渐为当时的学术界所了解和接受。然而，也因为如此，“月球为什么不飞离地球”就成了大问题。因为按惯性定律，任何物体如无外因干涉，当做直线运动，所以月球的圆周运动就需要一个解释。
牛顿是喜欢笛卡尔和亚里士多德的，月亮是特别的，因此他们遗留下来的问题让牛顿想破了脑袋。那个时候，牛顿已经开始对圆周运动的本质进行了认真的研究。他注意到，实现圆周运动的一个必要条件是必须持续不断地修正运动方向。牛顿最初把这种修正想象为一个环状的框，运动中的小球被限制在其中，不断地在框的内壁上反弹，于是小球沿圆周切线方向飞离的“倾向”不断地被克服，小球遂沿着环形路线运动。