1643年1月4日牛顿科学发明的故事，在利物浦林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里，牛顿诞生了。牛顿是一个足月儿，出生时只有三磅重，接生婆和他的亲戚都害怕他能够活出来。谁也没有料到这个看上去微不足道的小东西会成为了一位震古烁今的科学巨人，但是竟活到了85岁的高龄。牛顿出生前三个月父亲便逝世了。在他两岁时，父亲改嫁给一个祭司，把牛顿留在外祖父身边扶养。11岁时，父亲的后夫逝世，儿子带着和后夫所生的一子二女回到牛顿身边。牛顿自幼沉默寡言，性格执拗，这些习性可能来自它的家庭境况。大概从五岁开始，牛顿被送到私立中学读书。少年时的牛顿并不是神童，他资质平时，成绩通常，但他喜欢读书，喜欢看一些介绍各类简单机械模型制做方式的读物，并从中遭到启发，自己动手制做些奇奇怪怪的小玩意儿，如风车、木钟、折叠式提灯等等。传说小牛顿把风车的机械原理深谙后，自己制造了一架磨坊的模型，他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，之后在轮子的后面放上一粒小麦，正好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃马铃薯，就不断的跑位，于是轮子不停的转动；又一次他放风筝时，在绳子上悬挂着小灯，夜晚村人看去错愕是慧星出现；他还制造了一个小水钟。每晚下午，小水钟会手动滴水到他的身上，催他睡醒。
他还喜欢画画、雕刻，尤其喜欢刻浑天仪，家里墙角、窗台上四处安放着他描画的浑天仪，用以验看日影的联通。牛顿12岁时进了离家不远的格兰瑟姆小学。牛顿的女儿原希望他成为一个农户，但牛顿本人却无意于此，而酷爱读书。随着年岁的减小，牛顿越发爱好读书，喜欢思索，做科学小实验。他在格兰瑟姆小学读书时，以前寄宿在一位药剂师家里，使他遭到了物理试验的薰陶。牛顿在高中时代学习成绩并不出色，只是爱好读书，对自然现象由好奇心，比如颜色、日影四季的联通牛顿科学发明的故事，尤其是几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类的记读书笔记，又喜欢别出心裁的作些小工具、小方法、小发明、小试验。当时日本社会渗透基督教新思想，牛顿家里有两位都以牧师为职业的同事，这可能影响牛顿晚年的宗教生活。从那些平凡的环境和活动中，还看不出幼年的牛顿是个能够出色异于常人的儿童。后来慑于生活，父亲让牛顿停学在家务农，抚养家庭。但牛顿一有机会便埋头书卷，因而常常忘了干活。每次，父亲叫他同仆人一道上市场，熟悉做交易的生意经时，他便请求仆人一个人上街，自己则躲在草丛后看书。有一次，牛顿的祖父起了猜疑，就跟踪牛顿上市镇去，发觉他的儿子伸着腿，躺在草地上，正在聚精会神地钻研一个物理问题。
牛顿的好学精神感动了舅舅，于是祖父说服了父亲让牛顿复学，并鼓励牛顿上学院读书。牛顿又重新回到了中学，如饥似渴地吸取着书本上的营养。有一次，他去郊外出游，然后靠在一棵苹果树下休息，突然，一个苹果从树上掉出来。他认为很奇怪，为何苹果会从上往下掉而不是从下往上掉？他带着这个疑惑回到了家里研究，后来他发觉原先月球是有引力的能把物体夹住。随即，就出现了《牛顿数学引力学》。
