现代科学的第一位众所周知的英雄人物是依撒克·牛顿（—）。当然，在他之前已有别人因有掌握大自然力量的本领（真的或想象的）而驰名全欧。亚里士多德被奉为鼻祖。但中世纪最负盛名的欧洲科学家罗杰·培根由于企图“探索物体的本质和属性”，包括研究光和虹，还描绘制造火药的过程，却被指控为从事妖术。
他未能说服教皇克雷芒四世把实验科学纳入大学课程，不得不偷偷地撰写他的科学论文，还因“涉嫌异端”而受到监禁。传奇人物式的浮士德仿效十六世纪一个实有其人的江湖巫士，把凡人闯入自然界奥秘的危险戏剧化，从此成为文学上一再出现的典型。在克里斯托弗·马娄和歌德的令人难忘的诗歌中，浮士德的沉沦这一场戏令人陶醉。
然而牛顿对自然界的种种过程看得比培根或浮士德更为深刻和宏大，他受到公开称赏和尊崇。早期的实验科学家们被说成是魔*的同伙，而牛顿则被置于上帝的座右。牛顿和他的最伟大的前人伽利略不同，他顺应时代的科学潮流。他对科学思想的影响或许比亚里士多德以来的任何一个世俗人物都要大。
直到爱因斯坦，世上再也没有像这样的巨人出现。牛顿的著作虽然很难，甚至不可能为一般人所理解，但当时不乏识者，足以被人奉若神明。年安妮女王在剑桥三一学院封他为爵士时，他成为英国历史上第一个因科学成就而获此荣誉的人。然而爵位还只是这位找到科学圣杯的骑士出的一次小风头。
发展科学的力量汇集在牛顿身上并且达到高峰。他那个时代已经在走向“数学之路”。新的科学议会有史以来第一次展现观察所得和新发现，供大家讨论、审定、修改和传布。他在伦敦担任皇家学会主席二十五年之久，使学会成为空前的科学传布中心和科学力量的中心。
牛顿生于年，在其出生和青少年时期的处境，即使由小说家构思，也不可能设想得更足以产生他的不安全感。他的父亲是一个小农民，一个连自己的名字也不会签的“自耕农”。他的父系祖先所处地位也许还要低微。牛顿从小孱弱多病，生下来时据说瘦小得可以放进一只一夸特的桶里，是否能存活都难说。
在他出生前三个月，父亲就去世了，三岁时母亲改嫁，她迁往邻区同一个小康的教士一起生活，把孩子丢给住在孤零零农舍里的外祖母照管。牛顿对母亲再嫁怀恨在心，所以在二十岁时还记得自己“恫吓过我的父母斯密斯夫妇，要把他们连人带房子一起烧掉”。牛顿十一岁时，他的母亲因第二个丈夫去世，带了三个小孩回到老家。她让他退学，希望他长大当农民，但是他干不好农活。在当地的小学教师和一个当教士的叔父鼓励下，他回到学校，打下了扎实的拉丁语基础，但几乎没有学到数学。他十九岁进剑桥大学三一学院，年龄比别的本科生大，靠学校补助才能艰苦维持学业。
尽管后来享尽人间尊荣，他始终忘不了那些年的不安定生活。他很早就开始自称为“上等人”，声称其家庭与名门望族有关系。他总是把朝廷的恩宠和世袭的尊荣看得很重，而且始终是一个十足忠诚的国教派，至少在公开场合是如此。
牛顿在年夏初得到文学士学位，当时由于瘟疫，大学即将关闭，他只得回到林肯郡住了将近两年。年大学重新开学，他回到剑桥，当选为三一学院研究员。两年后，二十六岁的牛顿被任命为卢卡斯讲座数学教授。牛顿上剑桥大学时，以区别质为基础的亚里士多德物理学正在被新的“机械”哲学所取代，这一学派以笛卡儿（—）为最著名的代表。笛卡儿把物理世界说成是在以太中运动的看不见的微粒物质所构成。
自然界的一切都可以解释为这些微粒的相互机械作用。按照笛卡儿的机械世界观点，人体的动作与树木、钟表的动作毫无区别，不过复杂一点罢了。笛卡儿的思想在各种原子理论中得到发挥后，便支配着欧洲的新的物理思维。大自然的一切都应该用这些看不见的微粒的运动和相互作用来解释。在牛顿看来，流行哲学的依据似乎是“一些无法证明的东西”，因此至多只能说是“假设”。当牛顿来到剑桥时，物理学或“自然哲学”，充满了从笛卡儿思想发挥出来的“微粒子”、“原子”和“涡动”。
牛顿反对这些浮夸的课题，决心坚持走数学的崎岖小径。他相信自己在目前可能还不大能讲得清楚，但最终他的实验哲学一定会说明得更多些。博学多才的笛卡儿也有数学天才，他发明了解析几何，并在代数和几何方面还有其他发展。但是他好高骛远地发挥他的漫无边际的知觉和生理学理论，甚至僭称窥见了人类繁殖的奥秘。笛卡儿仗着他的机械论教条，不承认大自然界有其不能知晓的奥秘。后文将谈到，牛顿的性格并不比笛卡儿谦虚，但是他在科学工作方面几乎一直遵循以数学方式表现物理规律这一轨道。
牛顿在大学本科和在瘟疫流行期间蛰居乡下两年期间，他拟订了对自然进行实验的提纲。甚至在不满二十六岁且未当上三一学院研究员时，他已经发现了二项式定理，在创立微积分的道路上迈进。他的“实验哲学”有自律自制的性质。他的一段常为人引述的名言绝不仅仅是喜用警句。“我不知我在世界上以什么面貌出现，但我自己认为自己似乎仅仅像个孩子，在海滩上玩耍，为偶然找到一块比一般光洁的石子或比一般美丽的贝壳而高兴，但是真理的海洋把一切展现在我面前，我却毫无发现。”
牛顿以数学掌握世界，到处受到崇拜。但是只有少数人意识到他对世界奥秘的畏惧，具体表现在他的数学本身在人与神之间划了一条界线。他毕生认为，人类理性的能力有限，不能包容一切经验。这也说明了他何以始终对圣经和预言深感兴趣。牛顿的实验和数学天才蒙有一层宗教和神秘色彩。在其后一个世纪中，人们要么对牛顿浪漫主义地理想化，要么凭常识看不到他的远见。
