1642年的圣誕節前夜，在英格蘭的一個農民家庭里，一個叫牛頓的嬰兒誕生了。小牛頓是一個早產兒，出生時只有不到三斤重。接生婆和他的父母都擔心他能否活下來。誰也沒有料到這個看起來不足道的小東西，長大會成為了一位震古爍今的科學巨人。
牛頓出生前三個月父親便去世了。在他兩歲時，母親改嫁。從此牛頓便由外祖母撫養。11歲時，牛頓才回到母親身邊。
少年時的牛頓并不是神童，她資質平常，成績一般。當時，學校里面按照成績的好壞給學生排座位。成績好的孩子坐在前面，成績不好的孩子就依次排在后面。而牛頓呢，由于成績不好，總是坐在教室最后排的座位。同學們都瞧不起他。有一次，一個同學還欺負牛頓，用腳狠狠地踢他。這些事情給了牛頓很大的刺激，他從此發奮圖強，認真學習。牛頓的成績很快就上升了，座位也逐漸前移，不久就移到最前排的座位。
牛頓喜歡讀書，喜歡看一些介紹各種簡單機械模型制作方法的讀物，并從中受到啟發，自己動手制作些奇奇怪怪的小玩意，如風車、水鐘、折疊式提燈等等。有一次，牛頓家附近正建造風車，小牛頓把風車的機械原理摸透了，自己也制造了一架小風車。推動他的風車轉動的，不是風，而是動物。他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上，然后在輪子的前面放上一粒玉米，剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不斷的跑動，于是輪子不停的轉動。
他還制造了一個小水鐘。每天早晨，小水鐘會自動滴水到他的臉上，催他起床。
后來，迫于生活，母親讓牛頓停學在家務農。但牛頓對務農并不感興趣，一有機會便埋首書卷。每次，母親叫他同她的傭人一道上市場，熟悉做交易的生意經時，他便懇求傭人一個人上街，自己則躲在樹叢后看書。有一次，牛頓的舅父起了疑心，就跟蹤牛頓上市鎮去。他發現他的外甥伸著腿，躺在草地上，正在聚精會神地鉆研一個數學問題。
牛頓的好學精神感動了舅父，于是舅父勸服了母親讓牛頓復學。牛頓又重新回到了學校，如饑似渴地汲取著書本上的營養。
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