牛頓23歲時,鼠疫流行于倫敦.劍橋大學為預防學生受傳染,通告學生休學回家避疫,牛頓回到故鄉(xiāng)林肯郡鄉(xiāng)下.
那時,鄉(xiāng)下的孩子們常常用投石器打幾個轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),之后,把石頭拋得很遠.他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉(zhuǎn)過,而牛奶不灑出來.
這一現(xiàn)像激發(fā)了牛頓關于引力的想像：“什么力使投石器里面的石頭,水桶里的牛奶不掉下來呢?”這個問題使他想到開普勒和伽利略的思想.他從浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,廣寒的月球,直至龐大的地球,進而想到這些龐然大物之間力的相互作用.這對牛頓抓緊這些神奇的思想不放,一頭扎進“引力”的計算和驗證中了.牛頓計劃用這個原理驗證太陽系各行星的行動規(guī)律.他首先推求月球和地球距離,由于引用的資料數(shù)據(jù)不正確,計算的結果錯了.因為依理推算月球圍繞地球轉(zhuǎn),每分鐘的向心加速度應是16英尺,但據(jù)推算僅得13．9英尺.在失敗的困境中,牛頓沒有灰心,反而以更大的努力進行辛勤的研究.
1671年,新測量的地球半徑值公布了.牛頓利用這一數(shù)據(jù)重新檢驗了自己的理論,同時,還利用他自己發(fā)明的微積分處理了月一地關系中不能把地球看作質(zhì)點時,重力加速度的計算問題.有了這兩項改進,牛頓得到了兩個完全一致的加速度值.這使他認為,重力和引力具有相同的本質(zhì).他又把基于地面物體運動的三條定律（即牛頓三大定律）用于行星運動,同樣得出滿意的正確結論.
牛頓整整經(jīng)過了7個春秋寒暑,到他30歲時終于把舉世聞名的“萬有引力定律”全面證明出來,奠定了理論天文學、天體力學的基礎.