服装整齐的男人，手握鹅毛羽笔，端坐书桌前振笔疾书。
“以欧几里得几何学为模范……”
踱步的男人像在自言自语，拿笔的听不清楚。
“请再说一次，老师。”
“不，不，这个不必记。”
被称为老师的是牛顿，拿笔的是秘书汉佛利。牛顿正在着手写《自然哲学的数学原理》一书。
“既然要写成书，不让许多人看得懂就不好，尽量避免使用微积分吧。”
牛顿又讲了汉佛利几乎听不清的话，因为他的脚步声特别大。
“老师，再请大声一点。”
“不，刚才讲的不必记。”
牛顿一面低头沉思，一面踱着方步。
“好吧，从原则开始。汉佛利先生，拜托了！‘探究到足以说明现象的原因以后，不必再从自然界中探求其他原因。’”
牛顿停步，一句一句有力地说。秘书的笔滑溜溜地在纸上疾驰。
“老师，您可以边吃边做。”
“不是已经吃过了吗？”牛顿静静地说。
看到秘书推到桌子一端的空盘空杯，使他发生了错觉。
“汉佛利先生，你吃吧。让我来想下面的……”
牛顿又像槛中动物一样来回踱步了。
“自然是单纯的，一种现象绝不会有很多原因。仅需数种原因便可以说明的现象，如果导入多种原因，是无谓的浪费。”
脚步声音停止，笔尖声沙沙响。
“在本文的开始先写哲学推理的规则（1），接下去是规则（2）……总而言之，同种现象该是由于同样原因发生的。”
过了一会儿，牛顿继续说下去：“规则（3），物体的性质中，所有物体均具有、且不能加强和减弱的，应视为所有物体的共同性质。”
在《原理》一书中，牛顿想证明万有引力。这三条规则是证明所必要的，就如同欧几里得几何里面的公理。只要从公理出发，就不用提及万有引力的原因。这也是牛顿所期待的目的之一。
如此边想边踱着方步的牛顿，又开口了：“现在请写在别张纸上……本书中所谓引力，是指所有物体一般的有互相接近的倾向。此一倾向，是由于互相接近的物体本身的作用，或是由于物体发放的‘以太’的作用，或是由于充满其空间的物质的或非物质的介质的作用等问题，均不在讨论之内。本书不讨论力的种类和性质，而着眼于力的大小及其数学上的关系。”
牛顿想讨论运动。运动是与空间和时间有关系的，所以不得不就这一点加以叙述了。
“绝对性的数学时间是一样的……这是巴罗老师的思想。”
后一句只是讲在嘴里，并没有送到汉佛利耳中。
“绝对空间是恒常同一而不动。绝对运动是从绝对场所到绝对场所的移动；而相对运动是从相对场所到相对场所的移动。事实上，代替绝对场所和运动被讨论的是相对场所和运动，这对于日常生活并无影响。因为并没有可作为场所和运动的基准的静止物体存在……汉佛利先生！你认为你坐在椅子上是静止的吧。但是，你正面对着太阳做复杂的运动。我是想说明这一类事实。”
秘书的眉毛蹙成八字形，牛顿加以说明了。后来，爱因斯坦根据牛顿《原理》中主张的相对性，创立了相对论。
“汉佛利先生，接下去是有关运动的基本定律。”
牛顿从口袋里拿出写得满满的纸片，坐在椅上读起来。
“一、所有物体如果没有受力，则恒静止或恒做等速直线运动。二、运动量的变化与力成正比，起于力的方向。三、力作用时会产生力量相等、方向相反的反作用力。”
这是大家所熟悉的牛顿的运动定律。第一定律和第二定律在伽利略和笛卡尔时就有了雏形，第三定律则见于海痕斯。但如此明确叙述运动定律的，则以牛顿为第一人。
今日物理学中普遍使用的力、质量、运动量等的意义，是牛顿规定的。而这里却以质量与速度的积的运动量来叙述第二定律。由于这一慎重的叙述，第二定律面对相对论仍能屹立不动。
太阳与行星以万有引力互相吸引着。但隔着真空、没有任何联系的太阳如何能吸引行星的问题困扰了牛顿。
“真空的空间中充满了不妨碍物体运动的神，这个神显示了万有引力。”牛顿肘靠书桌，捧着头，以汉佛利听不见的声音喃喃自语。
在《原理》横空出世的前两年，牛顿如此忘我地工作，与他日常相处的大概只有汉佛利一个人。
起先，《原理》预定由皇家学会出版，但当牛顿写好以后变卦了。表面上的理由是，学会没有经费。负责出版的哈雷不得不倾囊相助，终于独立出版了。如果没有这位诚挚的友人，《原理》一书就不一定能与世人见面了。
不论如何，《原理》的出版是一大成功。在哈雷的成就中，此事该不亚于彗星周期性的发现。
在写作《原理》的那段时间，牛顿除了同哈雷保持通信，讨论和《原理》有关的问题以外，几乎中断了所有对外联系。1686年春天，牛顿的《原理》已经大致成形，于是哈雷通知皇家学会“牛顿的书已经准备就绪”。同年4月28日，皇家学会收到了牛顿的手稿，即今天我们看见的《原理》的第一篇，该书的第二篇和第三篇稍后在1687年3月1日和4月4日送交皇家学会。
《自然哲学的数学原理》第一卷原稿，在1686年4月送到皇家科学会。稿子送到科学会以后的一段时期，牛顿的冲劲与热情似乎开始有点松懈了。
牛顿之所以会松懈下来，一部分是因自1684年12月整理资料开始，到1686年4月完成为止，在这段近一年半的时间内，牛顿夜以继日地努力研究，确实感觉有些疲倦。
当牛顿将他的著作公开后，不料虎克竟然在学会上诬告牛顿窃用他的理论。牛顿刚开始时还能和他保持友谊，但是，虎克得寸进尺，要求牛顿在序文中提一提这件事，牛顿这时已忍无可忍，便声言他从没听过虎克的任何学说，两个人因此产生正面冲突。
牛顿因为这件事而对出书的事感到心灰意冷，便马上写信要哈雷停止第三卷的出版工作，他说：“科学家常使科学变成一个鲁莽而且喜好争论的妇人，真令我不敢再接近它了。”
牛顿由于这件事而放弃出版，感到最伤心的当然是哈雷了。因为这本书最初决定由皇家学会负责出版，后来由于皇家学会经济拮据，变成由哈雷自己拿钱出版。
哈雷本身的经济并不宽裕，他出资出版这本书，完全是希望大家都能分享到这份成果。于是，当牛顿表示要停止出版时，他马上就赶到剑桥去找牛顿。
哈雷看到这位科学巨人时，便毫不客气地提出他的看法：“先生，您现在已经是名满科学界的人物了，而虎克却只是个无名小卒，我觉得您不妨放宽度量，原谅他吧！
“如果一个科学家发现了宝贵的真理，却因为个人的情感因素而不想公开发表，那真是科学上一个不可原谅的懦者。哥白尼、伽利略不都是为了真理，而以生命做赌注，发表他们的研究吗？由此看来，指责、误解和争论又算什么？
“先生，求求您，再想一想吧！我不希望您成为一个懦夫。”
哈雷这种对科学的热忱，深深感动了牛顿。
于是，牛顿才又再度提笔，写完第三卷。这部科学界的旷世杰作，经过几番波折终于能够全部问世了。
终于，牛顿用了二十年的时间，完成了这部伟大的《原理》。这本书是用当时学术界的国际语言——拉丁文写成的。今天，当我们怀着敬意和好奇的心情翻开《原理》，仿佛穿越时空，走进了一个神奇的世界。
《原理》一书分为三篇，在这三篇正文之前冠有两段说明性的文字，是定义和公理或运动定律。而第一篇和第二篇都题为“论物体的运动”，第三篇叫做“论世界体系”。全书手稿四百六十页，是汉佛利的笔迹，但牛顿和哈雷的修改也处处可见。
那么让我们跟随着牛顿来看看在篇首的八条定义吧。他首先以密度和体积定义了物质的量，从而第一次明确区分了质量和重量两大概念，为全书找到了一个独立于地球引力场的立足点。运动的量被定义为“对运动的度量，此一度量由速度与物质的量相联合而产生出来”。这个定义不正是我们现在所熟悉的动量公式吗？自亚里士多德起，物体的运动常被定义为位移，而牛顿此一定义引进了我们今日所谓的动量，为物理学打开了通往动力学的大门。
讨论力的概念时，牛顿依然花费了很长的篇幅讨论向心力，这实在是当时力学所面对的最困难的问题。在这些定义之后，牛顿加了一段很长的注释，研究时间和空间，我们今日所谓的绝对时空观念也正是来自于此。
当然，在这个开篇中，牛顿运动三定律是不会少的，在定义和定律之后，我们就真正地进入了《原理》正文内容的第一篇。
在这一篇中，除第一章数学准备之外，其余十三章讨论物理内容，但是第二章和第三章关于向心力和在圆锥曲线上的运动却是最为重要的。正如牛顿自己所说，阅读了这前三章以后，阅读第三篇“论世界体系”实在是没有任何困难。
此外牛顿还证明了开普勒面积定律，即行星的向径在单位时间内扫过的面积相等。我们都知道开普勒的面积定律曾经是17世纪天文学家最感困惑的一个问题。现在，牛顿居然给出了这一证明，而且如此简单明了。牛顿仅用了一行半便证完此题，潇洒地写下了“Q．E．I.”，想必他自己也感到得意。难怪后来有人调侃说，牛顿证完时写下的“Q．E．I．（此即所求）”的原意是“颇易想象”。
但是问题毕竟没有这么简单。容易想象的东西并不那么容易证明。因为上面的推理用的都是圆轨道，但行星的实际运行路线是椭圆。所以从第二章定理五起，牛顿开始为引进椭圆做准备。第三章全部用于这一证明。牛顿还在一命题里断言：在椭圆轨道上运行的物体所受的力与它到焦点的距离平方成反比。其实这就是哈雷1684年秋天最初访问剑桥时提出的问题的逆命题。在证明中，牛顿大量地运用了古代阿波罗尼的圆锥曲线理论，并采用了运动的点在相互趋近时比例的变化。
不过，细心的读者会注意到，牛顿这儿给出的，并不是哈雷问题的答案，而是它的“逆命题”。换言之，牛顿并没有证明，在平方反比力的作用下，天体的运动轨迹是椭圆，而是证明了如果某一物体的运动轨迹是椭圆，那么作用于它的中心力应是平方反比的。事实上，整本《原理》没有提供平方反比力必然导向椭圆轨迹的证明。
不过，通过之后的几个定理，牛顿把平方反比的结论推广到其他圆锥曲线上去，他在严格的开普勒条件下推出了面积定律和3/2次幂定律。至此，牛顿关于天体运行的工作达到了高潮。他现在已经向大家证明：开普勒提出的行星的三大运动规律，即轨道为椭圆，向径扫过相等面积，3/2次幂关系，以及向心力的平方反比作用等等规律，相互包容，一者成立必然导致另外两者成立。
在之后的几章中，牛顿分别发展和完善了上述论述。牛顿讲了如何算出行星的运行轨道；处理“开普勒问题”；并回答了“在任一指定时刻如何算出在一给定椭圆上运动的物体的位置”；讨论直线运动；把向心力的作用一般化，讨论“任何一种向心力”；讨论轨道也在绕引力中心转动的物体。同时他还把讨论扩展到不在同一个平面的情形中去，进一步把讨论精确化。
当一切严谨的讨论完毕之后，最后留下来的，是一个小而重要的细节。我们谈论的距离是什么意思呢？是从地球的表面到月球的表面呢，还是从地球的质心到月球的质心？我们知道，月球和地球之间的距离约为59．5个地球半径，因此这个差别似乎可以忽略不计。但是，如果对于地球表面的物体来说，这就非得说清楚不可。如此细小的问题怎么能难倒牛顿呢，他在文章中完美地解决了这个本质上是一个积分的问题，从而完整地完成了对行星和其他太阳系天体运动的描述。
读完了《原理》的第一篇，那么第二篇似乎只是第一篇的继续，或者竟是第一篇的若干结论在阻力不为零的介质中的应用，例如其第一章 论阻力与速度成正比时的情形，第二章则是阻力与速度的平方成正比的情形等等。
那么让我们回头来看看《原理》第一篇九十八个命题，它们完整地建立了一套力学系统，从理论上解决了如何计算天体运动的问题。如此复杂的一个系统，一定涉及和提出了重要的哲学问题，同时包括理论的结构和合理性问题，也包括这理论所处理的世界体系问题。当然，牛顿是不会放过这些问题的，他在《原理》的第三篇里，全面展开了这一方向的讨论。
牛顿的第三篇“论世界体系”的结构不同于前两篇。首先，在正文之前有两段独立的说明性文字，“推理法则”共四条。第一条常被称为简单性原则，是一条从哥白尼时代起就被学者所信奉推崇的方法论原理。牛顿的表述是“除那些真实而已足够说明其现象者外，不必去寻找自然界事物的其他原因”。按照牛顿所说，这是因为“自然界喜欢简单化”。
从命题到十二，牛顿完成了对太阳系诸天体运动的物理原因的说明。而最后的关于潮汐的问题也是17世纪学者所关心的一个大问题。跳过两个比较专门的命题以后，牛顿集中精力处理彗星的运动。
有趣的是，作为《原理》写作契机的彗星运动，现在作为全书论述的归宿，出现在对“世界体系”的最终描述中，足足占五十页的篇幅。牛顿首先肯定了第谷的结论，彗星是比月球远得多的星体，然后指出彗星也遵从开普勒面积定律。之后，他还以例子为题，具体讨论了1680年彗星。
牛顿在书中引用了哈雷所在的观象台从1680年12月12日至1681年3月9日的观测资料，并以1682年的彗星做了验证。论述是令人信服的。
彗星就是牛顿所选择的，用以检验理论的经验事实。而有了这些法则和命题的准备之后，牛顿开始着手构造他的世界体系。至于《原理》中其他一些结论，如土星木星运动的不均衡、地球的形状和月球轨道的极点等，在稍后也陆续得到验证。
牛顿力学的真理性在18世纪下半叶最终得以完全确立。人们开始惊叹于牛顿的伟大。
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