我们凡人每听闻如牛顿、爱因斯坦诸人的名字，总难免产生如闻神之名般的敬畏之感，所谓高山仰止。那么，牛顿是如何取得这些伟大成就的呢？
面对这个问题，世人首先想到的答案，总是勤奋、刻苦、聪明什么的，或者如爱迪生那句“天才是百分之一的灵感，百分之九十九的汗水”什么的。我个人认为，这些都没有说到点子上。真正说到了点子上的还是牛顿那句名言：
我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。
如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上。
牛顿使用的玩耍的小孩这个比喻揭示了科学研究中好奇心和游戏态度的重要性。2016年年初，科学家宣布发现引力波后，引力波论文作者之一、激光干涉引力波天文台（LIGO）科学合作组织核心成员、加州理工学院的陈雁北教授接受记者专访，被问及对那些看上去前景渺茫的研究（引力波的发现就是，它极微弱，极难被探测到。科学家耗费大量人力、物力、时间，最终可能一无所获），科学家是靠什么支撑下去的。他回答：“是兴趣，以玩游戏的心态。比如实验物理学家喜欢搞激光，如同小孩玩乐高积木；理论物理学家喜欢找点儿问题想，弄点儿题做。”
这就回答了一个最核心的问题：兴趣。兴趣会催人投入，使人刻苦求索，会激发灵感，催生聪明才智。因此，那些首先强调刻苦和聪明的人，是无的放矢，是本末倒置。这一点在教育中启示最深刻。许多家长和老师报怨孩子不刻苦、不聪明，却没有想到首先需要解决的问题是因人施教，要设置出能够激发出孩子学习兴趣的功课来。此问题大矣哉，在此不便深论。
“站在巨人的肩上”则揭示了另一个成功的奥秘。现在回过头来看，牛顿生活的时代，人类正处在有史以来最伟大发现的门槛上。在他之前，伽利略（1564-1642）已基本解决了“地上的运动”问题——他研究钟摆的摆动、斜面上物体的运动，解决了运动的第一定律和第二定律。开普勒（1571-1630）通过研究他的老师第谷留下的天文观测资料，对“天上的运动”有了重大了解，得出了三大结论：
1.轨道定律：行星的轨道是椭圆的。
2.面积定律：在相等的时间内，行星（跟太阳之间若拉一条直线的话，这条直线）所扫过的面积相等。
3.周期定律：行星公转周期的平方与它同太阳距离的立方成正比。
这三大定律使开普勒赢得了“天空立法者”的美名，犹如古希腊的神性英雄获得的光荣称号。
而牛顿所做的，就是把地上的运动和天上的运动统一起来。牛顿说，他在1666年“开始想到把重力推广到月球轨道上……因而把维持月球在它的轨道上所需要的力和地球表面的重力作了比较。”但是，当时他的想法并不成熟，没有形成完整的理论。因此，有人严格地指出，说1666年牛顿作出关于万有引力定律的发现是错误的。
1679年，罗伯特·胡克（因博学而号称伦敦的莱奥那多·达芬奇，提出了描述材料弹性的基本定律——胡克定律，设计制造的真空泵后来在物理学研究中作用巨大，制造了显微镜和望远镜，命名了“细胞”一词）写信给牛顿，认为天体的运动是中心引力拉住的结果，并且认为引力与距离的平方应成反比。按照这个想法，地球表面抛体的轨道应该是椭圆。
这证明，胡克是另一个独立对万有引力进行研究，并作出重大成果的人。
当时，两人的认识肯定不谋而合，但是牛顿并没有给胡克回信。
1683年的一天，哈雷（英国天文学家、地理学家、数学家、气象学家和物理学家，曾任牛津大学几何学教授，第二任格林尼治天文台台长。哈雷彗星即以他的名字命名）、克里斯托弗·雷恩爵士（英国皇家学会会长、天文学家、著名建筑师）、罗伯特·胡克三人相聚。哈雷说，他正在思考一个问题，如果引力定律是平方反比定律的话，行星的轨道是什么形状的。雷恩慷慨地说，要是他们中间谁能找到答案，他愿意发给他价值40先令的奖品。
胡克立即声称，他已经解决了这个问题，但他现在不愿意说出来，他要“把答案保密一段时间，别人因此会知道怎么珍视它”。
由上文胡克给牛顿写的信的内容可知，胡克没有故弄玄虚，他已经从引力的平方反比定律推导出行星有椭圆轨道的结论。
哈雷在自己找不到答案后，便于1684年8月前往剑桥大学，拜访牛顿，请求帮助。哈雷问牛顿，要是太阳的引力与行星和太阳之间距离的平方成反比，他认为行星运行的曲线会是什么样的？
牛顿回答说，会是一个椭圆。
哈雷无比高兴，便要看他的计算过程。据说，牛顿当时到处找他的演算纸，却不知扔到何处了。出现这样的事，一种说法是，牛顿喜欢解决问题，但不重视公开发布，解决问题的兴趣吸引着他去研究，一旦问题解决便弃之不顾了。（在科学界，像这样的“奇葩”“怪胎”可不止牛顿一个）。
不管这个理由是否成立，有一点很可能是事实：当时牛顿还没有找到那把解决一切的钥匙——万有引力公式。
综上所述，当时，行星是如何环绕太阳运动的，开普勒已经作出了完整、准确的解释。胡克也得到了答案。哈雷也知道平方反比定律。可见，与行星轨道有关的问题在当时是科学研究的前沿问题、热门问题。但是他们和牛顿一样，都未能解决一个根本性的问题：找到行星环绕太阳运行的数学表达式。只要这个数学表达式还没有找到，就仍然是知其然，不知其所以然。这是一场竞赛，谁先解决，谁便得享大名。今日亦是如此。在一些重大问题的研究中，经常发生多人同时取得重要成果（有时仅是作出局部贡献）的情况，能够率先统辖一切的人，才是最后的成功者。
于是在哈雷的央求下，牛顿答应重新研究。
这次，他集中解决的一个问题是，如果计算地球和月球之间的引力，需要涉及二者之间的距离，但它们都很大，该从哪儿算起。
最后，他得出的结论是从地球和月球的中心算起。于是，他完成了《自然科学的数学原理》这部巨著，其中包含着他的万有引力定律公式：
在这个公式中，F是万有引力，G是万有引力常数，M1是其中一个物体的质量，m2是另一个物体的质量，r是两个物体之间的距离。
如果两个物体是地球和月球，r就要从二者的球心算起。
这就是统一天上、地上的伟大的万有引力定律，又称平方反比定律。
综上可见，伟大的物理定律的发现的确需要天才，但又是水到渠成的事。如果不是牛顿发现，一定会有其他人发现。
