在缺少父母之爱和充满孤独寂寞的环境中成长起来的牛顿，同其他孩子一样，精力充沛地迎来了他人生旅途中的第12个春天。这一年，12岁的牛顿开始成为一名中学生了。
牛顿就读的中学是一所名叫金格斯的中学，格兰瑟姆镇的公立学校。这所中学是有着悠久历史的公立学校。校园的周围是一排排参天挺拔、郁郁葱葱的大树；不远处有一条潺潺流水的小溪。河面上经常有一群可爱的大白鹅曲颈朝天“引吭高歌”，在蓝天白云下，小教堂式的校舍与周围的自然环境交相衬托，显得格外和谐、恬静，仿如一轴美妙绝伦的画卷。在这如诗如画的校园中，牛顿度过了他人生旅途中最愉快的四年学习生活。
少年时代的牛顿，是个不太引人注目但却认真学习、善于思考的好学生。这一时期的牛顿，逐渐表现出他与人不同的突出特点。如，他喜欢沉思默想，对许多事物都感到新鲜好奇，求知欲很强，而且总是乐于观察、体验和制作。他对日常生活中可能发生的一切自然现象和社会现象与语言，都有整理、分类的强烈嗜好。
在学校所学的各门功课中，他最喜欢的就是数学。当时在学校拉丁语作为科学的用语，是教学的主要内容，牛顿总是非常认真地学习它。此外，还有希腊语、古代史、语法、逻辑学和圣经学等等。起初，牛顿各门功课的学习成绩并不拔尖儿，但是，他总是认真听课，各门作业经常写得规规矩矩、整整齐齐，很少出现错误。在课余时间里，牛顿最感兴趣的就是工艺制作、颜色调配、自然科学的研究和试验等。牛顿还把平时节省下来的零花钱，一点一点地积攒起来，买来各种木工具。有时，自己也设计并制作一些工具，然后再用这些工具制作各种形状的物品和模型。这些作品虽然看上去很简单，但是它们却显露出少年牛顿勤思好学的精神和观察实验的能力。同时，这也是牛顿在金格斯中学所学到的各类知识的一个缩影，这一切也都为他以后的大学学习、发明和创造打下了坚实的基础。
牛顿在他上小学时，因为学校离家较近，可以走读。可是上中学以后，由于学校在格兰瑟姆镇，往返需要近30公里的路程，所以，12岁的牛顿只好离开与他相依为命的外祖母，寄宿在汉娜妈妈的朋友——克拉克夫人家中。
克拉克是一位勤奋好学、很有名望的药剂师。他与夫人平素就待人热情、诚恳。因此，镇子里的人都愿意与他们交往。自从牛顿来到他们家以后，克拉克夫妇对待懂事好学的牛顿就像对待自己亲生儿子一样。而牛顿虽然初次离开家乡，离开疼爱他的外祖母和詹姆斯舅舅，可是，他并不感到孤独。因为过去他已经习惯了孤寂的生活，况且，在克拉克家，他们夫妇的盛情和慈爱，使从小就失去父母之爱的牛顿，深深地感受到了胜似父母的亲情。尤其是克拉克药店里的气氛，更使牛顿精神焕发。所以，我们说克拉克夫妇及养女斯托里小姐对牛顿以后的生活产生了极为深刻的影响。就是在这个小药店里，牛顿在克拉克夫妇言传身教之下，逐渐养成了爱科学、爱读书和爱实验的良好习惯。当时，克拉克的药店本身就是一个真正的化学实验室。牛顿在药店住宿期间，十分热衷于做化学实验，而且，在牛顿科学研究的一生中，从来没有间断过化学实验。毫无疑问，克拉克夫妇给牛顿的人生又注入了新的活力，使牛顿永生难忘。
这一年，童心未泯的牛顿，虽然已经上了中学，各门功课学习任务繁重，可是，课余时间，他不是在克拉克先生的药房里与他一道搞药物实验，就是在自己的房间里制作各种各样的东西。
曾经有一周的时间，克拉克夫妇基本上没有见过牛顿晚饭后出去玩过。他们知道牛顿的性格，同时也为牛顿聚精会神、埋头苦干的精神所感动。原来，牛顿连日来，正在为他所喜欢的克拉克夫妇的女儿斯托里小姐赶制一个精美的风筝和一盏灯笼。一周以后，牛顿把凝聚着他的汗水和智慧的风筝与灯笼送给斯托里小姐时，斯托里被牛顿精湛的手工制作技艺所折服。她望着灯笼和风筝，蛰伏在心底的爱慕之情油然而生。
当牛顿把这两件作品带到学校时，同样也受到了同学们的喜欢和赞扬。大家争先恐后地看着、议论着。有的同学还请教牛顿制作方法，并马上开始模仿制作。这样，牛顿所在的班级从此兴起了一股制作热潮。虽然许多同学能模仿出风筝那美观的外形，但是在拉线的力点和尾巴的重量上却达不到牛顿的水平。尤其是在风筝起飞的速度与高度上，更是无法与牛顿相比拟。因此，许多同学都请求牛顿帮助他们制作风筝。牛顿一时间又成为班级的大忙人儿。据说牛顿当时制作风筝和灯笼以及以后他所制作的水钟、风车等模型与他所阅读的约翰·贝特的《自然与艺术之奥秘》一书的影响和启迪有直接关系。
一天黄昏后，牛顿和斯托里小姐吃完晚饭，带着风筝和灯笼兴高采烈地出去了。他们手拉着手，蹦蹦跳跳地来到不远处的一块空地上。牛顿先把那盏小巧玲珑的灯笼拴在漂亮的大风筝上，并在灯笼里边燃上蜡烛。然后，开始放动风筝的线板，让灯笼随着风筝一起飞向天空。此刻，天空中宛如一颗彩色星星在缓缓升起，牛顿与斯托里一边奔跑着，一边忘情地喊叫着：“太美啦！太美啦！”镇子里的人们也不知发生了什么事情，竞相从屋里跑出观看。有的人还以为是天空中出现的一颗彗星呢！甚至因此大为吃惊和恐惧。因为，在当时，人们不懂天文知识，加上中世纪封建迷信思想的影响还根深蒂固，所以，人们对彗星还缺乏科学的认识，认为它的出现是一种不祥之兆。当人们弄清楚了这是牛顿搞的名堂后，便开始禁不住对这个话语不多、彬彬有礼的男孩子交口称赞。听到人们的赞誉，牛顿心里喜滋滋的，他暗暗地下决心：一定要好好学习真本领，将来为这些善良的人们做出有用的东西。
牛顿的制作技艺，随着他学业的长进，越来越高明了，制作工艺也越来越精湛，做出的物品也越来越奇巧多变了。
有一天夜里，克拉克夫人被一阵阵风雨声惊醒。她急忙起身去关窗户。这时，她发现牛顿的房间还亮着灯光，便披件衣服，端上一盘苹果，轻轻地走过楼梯，来到牛顿的房间。
“牛顿，婶婶给你送苹果来啦！你也太用功啦！时间不早啦，还是早点儿休息吧！”
克拉克夫人一边说着，一边疼爱地看着牛顿。此时，牛顿正孜孜不倦地伏在桌子上计算着什么。看到克拉克夫人的到来，他连忙站起身说：
“婶婶，我一点都不困。这么晚了又麻烦您上楼，真是不好意思。”
“这是哪儿的话，瞧你，外边下这么大的雨都不知道，注意别着凉啊！”
克拉克夫人边说边随手关上窗户，并拉上窗帘。就在克拉克夫人转身之际，她突然喊叫了一声：
“哎呀！这是什么啊？”
原来，在牛顿房间的墙角处，放着一个她从没见过的一米左右细长的箱子。
看到克拉克夫人吃惊的样子，牛顿抱歉地说道：
“婶婶，没什么，这是一架报时的水钟，我是专门给您做的。不论什么时候，只要您看一下它，就可以知道具体的时间啦！”
“是吗？我的孩子！这个东西可太神奇啦，你快点儿告诉婶婶，究竟是怎么做成的？”
克拉克夫人兴奋地问着。
是的，克拉克夫人打心眼里喜欢、钦佩和疼爱小牛顿。她为同学汉娜能有这样的好儿子而感到幸福。这一次，她见到水钟以后，更加佩服这个勤奋钻研的孩子了。此刻，克拉克夫人的睡意早已随着兴奋和惊奇而跑得无影无踪了。
早在牛顿上小学时，就曾琢磨着制作一个“计时水钟”，以放在房间里，及时报告时刻。有一天，牛顿兴冲冲地硬是把洗刷餐具的外祖母，拉到他的房间。然后拿出一个装满清水的小水桶，打开桶底的一个小孔塞子，让水“滴答”、“滴答”地缓缓滴下。随着水桶里面水位的逐渐下降，水桶里的浮标也慢慢地下降，并带动着指针在均匀的刻度盘上一点儿一点儿地移动，从而指示着各个时刻。当水滴尽时，恰恰是中午的时刻。
外祖母看到这个小装置后，虽然把它看作是一种游戏的小玩意儿，但也为它计时的准确而感到惊奇。所以，外祖母毫不掩饰地流露出赞赏的笑容。牛顿永远也不会忘记当时外祖母那番勉励的话语和激动的笑脸。
上中学以后，牛顿又结合所学到的知识，在原来发明的基础上，进一步研究，终于给克拉克一家制作了一架新的计时水钟。这架水钟与现在用发条上弦及电子石英钟表是不一样的。它由上、下两个容器组成。在上面的容器底部挖了一个小孔儿，用塞子堵住以后，注满水。当打开活塞后，水就会从上面的容器中“吧嗒”、“吧嗒”地滴入下面的容器里，再用滴下来的水的数量来测定时间。牛顿在木箱子上面刻上刻度，以此来显示时间。
牛顿一边向克拉克夫人介绍着计时水钟的制作原理，一边搔着头发说：
“婶婶，这架水钟还有许多不方便的地方呢！您最好也能帮我想想办法。”
“是吗？还有什么不方便的地方呢？”
克拉克夫人以疑惑不解的口吻问。
“是的，婶婶。我们必须不断地往上边的容器里注水，还必须把下边容器里的水及时排出来。否则，我们就只会知道某一段时间啊！”牛顿面带愁容地说着。
“这倒也是啊！还有什么不方便的地方吗？”克拉克夫人继续询问。
“还有，当容器刚添满水时，因为水深，压力也就大；而当水箱里的水剩的不多时，压力就变小了。这样一来，从上边容器的小孔中滴下来的水量就前后不同。因此，必须按一定时间及时往上面的容器里添水，只有这样，才能测出准确的时间。”
牛顿一边滔滔不绝地说着，一边若有所思地看着计时水钟，似乎要在脑海中正在激起的智慧之花中撷取几朵浪花似的……
关于水需要不停地从上面的容器里向下边的容器里滴淌，从而必须不断地往上面的容器里添水这一道理，克拉克夫人还是能够理解的。可是，关于压力等一些问题她还不太清楚。所以，克拉克夫人无可奈何地说：“这里面还有这么多深奥的学问呢！婶婶别的帮不上忙，不过，还是可以帮助你打水、送水什么的，你就告诉我送水的时间吧！”
克拉克夫人边说边拍拍牛顿的肩膀，然后又嘱咐一番下楼去了。
此后，克拉克夫人每天早上都把容器里注满水。这些水正好能滴一整天，并准确无误地告诉着人们的时间。据说，在牛顿离开格兰瑟姆镇以后，克拉克家仍然用着这架水钟。
转瞬间，冬天来到了。连日来呼啸的北风肆虐地刮着，使人感到仿佛它要把房盖揭开似的。
在温暖的药店里，牛顿在壁炉前一边烤火取暖，一边凝视着炉中跳动着的火苗，像是认真思索着什么……
近来，牛顿对新的中学生活已经习惯了。虽然他远离外祖母和故乡，但是，克拉克一家人的热情关怀、老师不断地传播的新知，以及自己研究与实验的顺利进行，这一切都使牛顿感到生活是那样的充实、快乐和幸福。
每到周末，牛顿都要抽出一定的时间，回到伍尔斯索普村，去看望外祖母和詹姆斯舅舅及表姐妹们。而他一旦返回格兰瑟姆镇的克拉克叔叔家，他就马上写作业和搞自己喜欢的研究与试验。这样，每个周末都是牛顿最忙碌的一天。
有一天，牛顿从一本书中看到了一幅画着一架风车的图画。于是，试做一架风车的念头又开始在他的脑际中升腾起来。这种想法一产生，牛顿就心急如焚，恨不能马上动手做成。可是，就在他准备具体设计风车的图形时，昔日那一次由一个水车的模型而引发的河边争吵和打斗的情景，又浮现在他的眼前……“只会做，却说不出道理，至多是一个笨木匠”，同学们奚落他的这句话，直到现在还刺痛着他的心，使他永远难以忘怀。牛顿一想起这些，便自言自语地说：“这一次还是先弄清楚风车的道理，然后再开始设计制作吧！”
牛顿首先找来许多有关方面的图书资料，一边认真仔细地阅读，一边深入地思索问题。这样，经过几天的潜心研究，牛顿决定在制作风车之前，再把风力与风向的问题搞清楚，然后进行具体的设计与制作。而在制作成功之前，他决定对任何人都暂时保密。
牛顿所居住的克拉克家二楼的那个房间，原来是堆放杂物的仓房，面积有七八平方米。牛顿到来之后，克拉克把没用处的东西废弃，剩余的东西又重新进行了摆放，这样，终于给牛顿腾出一块学习与睡觉的地方。房间本来就很狭窄、拥挤，可是，除了牛顿的日用品和学习用品之外，其他的如木匠用的木工具、小五金、碎木块、纸张和线等等，又塞满了余下的空间，使人感觉到在此难有立锥之地。就在这间小房里，牛顿又开始投入制作风筝的工作中去了。可是，这一次，他并不是为了单纯地放风筝玩耍而制作。他制作的目的是为了搞清楚风向和风力，从而为他设计和制作风车做准备。
一连几天，牛顿做了许多大小不同、形状各异的风筝，而且，每做完一个风筝，都要把它拿到外边，进行试验放飞，有时甚至一连几个小时。刺骨的寒风，打透了牛顿那单薄的棉衣，手也早已冻得麻木了。可是，他仍然全神贯注地观察研究气流和风筝上升的情况。然后，他又仔细地把这一切认真地记在笔记本上。
牛顿从上中学时起，就逐渐地养成了把观察到的事物和听到的感兴趣的问题以及调查研究过的事情，都一一地记录在笔记本上的好习惯。有时，甚至在制作某件物品时或进行实验的过程中，突发奇想，他便马上停下手中的工作，马上把瞬间即逝的思想火花用文字记录下来。至于某项研究或试验的失败教训，更是牛顿记录的主要内容。这样，年复一年，日积月累，牛顿的“研究笔记”竟然成为他一生中极为宝贵的财富。
牛顿就是这样进行着认真细致的观察和研究工作。他不知做了多少个风筝，当然，他决不是做个风筝就算完事，而是要反复探究其原理，总结研究经验，逐步地进行改进。
圣诞节前夕，附近左邻右舍的孩子们都跑到广场放风筝。牛顿也和斯托里拿着风筝来到广场。当小朋友们的风筝放飞起来后，人们才发现牛顿的风筝比从商店里买来的风筝放得高，而且又很漂亮。这时，人群中不知是谁大声喊道：
“快瞧！牛顿的风筝放得最高！看它还一个劲儿地向上升呢！”
“牛顿和斯托里不是在变什么戏法吧？”
孩子们兴高采烈、议论纷纷。大家相信，同时也非常佩服牛顿。的确，像他这样刻苦钻研和学习、勇于探索和实践的人，只要去做，就一定会做好的！
牛顿在利用风筝对气流和风力进行反复的研究之后，便信心十足地开始动手设计和制作风车啦！
牛顿一向被人们认为是一个“爱胡思乱想的人”，但他有着惊人的注意力。每当遇到复杂的问题时，或者在制作物品时，他能够连续工作或者思索几个小时，有时甚至十几个小时。与此相关的就是他能够全神贯注地抓住问题的症结而不放。
又是几天过去了，克拉克一家人很少能看见牛顿。大家猜测：牛顿一定又躲在房间里搞什么发明呢！
一天晚上，克拉克先生到楼上准备取一样实验的备用品。他轻轻地推开牛顿的房门，悄悄地来到了屋里。这一切牛顿全然不知，克拉克先生看到地上放着的三角形木框和上面贴满布条的风车叶片。便轻声地对牛顿说：
“孩子，你又在拼命地做什么呢？看样子，这次制作的可不是一个风筝啊！”
“是克拉克叔叔啊！您好！这的确不是一个风筝，它是一架风车！”
牛顿兴奋地说着。
“哟！是风车呀！你竟然能做这个东西啦！？”
克拉克惊讶地说着。
“怎么？叔叔您不相信我吗？”
牛顿抬起头直视着克拉克不服气地说。
“叔叔哪能不相信你呢？你是个可爱的发明家！可是，即使能做成，恐怕它也不会转动吧！”克拉克一边抚摸着牛顿的头，一边不无担心地说着。
“叔叔，这一点你放心好啦！我在做风车之前，已经对风的流动情况，做了多次反复的调查与研究。您瞧，像这样大的叶片，只要外面有一点儿风，它就一定能转动起来。”牛顿信心十足地说着。
“原来是这样啊！那你就好好干吧！不过，你也别搞得太晚了，明天上午还有课，最好早一点儿休息吧！”
说罢，克拉克便带着所需的东西下楼继续做实验去了。望着慈父般善良而热情的克拉克叔叔的背影，牛顿心里充满了感激之情。
又是一连几天，牛顿只要一放学，便钻到自己房间里，废寝忘食地做他的风车，常常是克拉克夫人和斯托里小姐，把饭菜或点心端送到楼上。
有一天，大家正坐在炉边闲聊的时候，牛顿兴致勃勃地从二楼的楼梯上飞快地跑了下来。大家的目光互相对视了一下，不言而喻，人们已经了解了牛顿的性格。每当看到他兴高采烈的样子，大家便能猜测到：牛顿的又一项发明或作品问世了。
只见牛顿神采飞扬地说：
“克拉克叔叔，我的风车已经做好了，求求您快点儿帮我把它安上吧！”
也许是由于心情过于激动，牛顿说话的声音似乎有些颤抖了。
“我的孩子，这太好啦！风车在哪儿呢？”
克拉克叔叔高兴地问道。
这时在一旁坐着的斯托里小姐既兴奋又带有埋怨的口气说：“难道就不需要我来帮忙了吗？”
“当然需要啦！欢迎你来帮忙。”
牛顿一边说着，一边急匆匆地往楼上跑，克拉克与女儿也紧随其后。克拉克夫人也跟在他们的后面上了二楼。她自言自语地说：“这孩子，到底做成了，可真了不起！将来也许还能成为一个大发明家呢！”
来到二楼，大家被牛顿巧夺天工的大风车给惊呆了。
“牛顿做的大风车可真好！这要是能转动起来就更好啦！”
克拉克夫人一面轻轻地抚摸着风车，一边称赞说。
“你准备把这架漂亮的风车放在哪儿呢？”
斯托里急切地提出了这个问题。
牛顿略加思索后说道：
“把风车安在你们家的房顶上面，怎么样？”
“那太好啦！我看，安放在房顶上是最合适的啦！它既可以供过路的人观赏，也可以作为咱家药店的一块招牌！”
克拉克激动地说着。
“那我们现在就去安吧！我真想早点看到这大风车是如何转动的！”
斯托里急切地说着。
“我的傻孩子，天色已晚，怎么上得了房顶呢？还是等明天早晨再安装吧！”
克拉克夫人的一番话语提醒了小牛顿。是的，执迷于发明创造的牛顿，由于兴奋，简直忘记了时间概念！
这一夜，牛顿辗转床头，无论如何也睡不着觉。他回忆起上小学时那次难忘的河边争斗，想到明天即将安装到房顶上的风车，现在，他再也不担心会发生几年以前的事情啦！因为他有百倍的信心能够回答人们对这个风车所提出的有关原理的问题。牛顿之所以充满信心，是因为，几年来，他从未浪费过时间，荒废过学业，他总是孜孜不倦地刻苦学习各门功课，不断地进行观察、思考，研究和总结经验、教训。
天刚蒙蒙亮，牛顿便起了床，悄悄地下了楼，来到庭院里。他伸展了一下双臂，然后又深深地吸了几口清凉新鲜的空气。今天，牛顿感到格外精神抖擞，不知不觉地小声哼唱起在学校学过的、从来没有唱过的一首歌曲。
“是牛顿吧！怎么？这么早就起床了！”
克拉克推开房门，望着牛顿微笑地说着。
“叔叔，您说我能睡着吗？我现在只想上房把风车安装到房顶上啦！可是，这样做，我又觉得不太合适。现在，克拉克婶婶和斯托里都起床了吗？”
牛顿兴奋地说着。
“他们已经起床啦！昨晚她们也同你一样夜不能寐，我们都为你感到高兴啊！你还站在那儿干什么？赶快把风车拿出来呀！”
克拉克一边说着，一边去取梯子，准备上房。
牛顿飞也似的跑到二楼，小心谨慎地抬出风车，然后与克拉克婶婶一起，把这个大风车从下边递到房上。一会儿，克拉克便把大风车结结实实地安到房顶的架子上了。
伴随着晨风，大风车上那细长的四片三角形的叶片，不停地发出“咕噜噜”、“咕噜噜”的响声，快速地旋转起来……
牛顿和斯托里高兴得手舞足蹈。克拉克夫妇也不停地夸奖着：
“这风车转得多好啊！”
“真了不起，牛顿确实不简单啊！”
这架形状特异的大风车安装在房顶上没多久，就在格兰瑟姆镇成了人们谈论的话题了。往来于克拉克家门前的行人，无不抬头望着风车赞不绝口。
可是，就在人们不断的赞誉声中，一个早晨，克拉克起床后来到庭院，在他照例仰望大风车时，却惊讶了：“怎么？一直转动的风车，今天怎么不转动了？”他一边喃喃自语，一边极力思索，以寻找原因。当他目光无意识地落在那棵枝枯叶落的苹果树上时，茅塞顿开：“原来，今天没有风啊！苹果树枝一点儿都不动，难怪风车也不动呢！”克拉克一边自语，一边又着手干他的活儿了。
可是，当牛顿看到这一切后，却开始沉默不语了。是啊！再漂亮的风车，如果没有风，它也转不了，多扫兴啊！怎么才能让它在无风的时候也能不停地转动呢？牛顿针对这一问题又开始下工夫潜心钻研了。
有一天，吃晚饭时，斯托里饶有兴趣地谈论起昨天她与同学在夜市里的所见所闻，牛顿无精打采地听着。当斯托里谈到她看老鼠蹬轮子的情景时，牛顿恍然大悟，只听他若有所思地说：
“如果在大风车的轴上安上一个小圆笼子，然后把鼷鼠装进去，利用鼷鼠在笼子里的活动来带动风车不停地转动，这样改造风车，你们看怎么样？”
“真有你的！我看不妨试试看。”克拉克叔叔赞许地说。
“这件事儿，牛顿你得感谢我！”斯托里小姐非常得意地说着。
吃罢晚饭，牛顿又开始了对大风车的改造工作。他按照设想的方案，在原来风车的轴上巧妙地安装上一个精巧的小圆笼子，并弄来几只小老鼠装入笼中，然后让克拉克叔叔重新把风车安装在房顶上。这样，即使是在无风的天气里，大风车也能不停地转动。而且，这架风车上，因为笼子里有几只小老鼠在活动，所以，又给过路的行人，增加了新的谈论话题。
由此可见，牛顿少年时代的发明创造活动，也掺杂有许多幼稚而浪漫的童心。
可是，经过一段时间的观察，牛顿发现老鼠的力量是有限的。在无风的日子里，时间一久，风车旋转的速度就变慢了，而且，还需要克拉克经常上房给老鼠添加食物，十分麻烦。所以，牛顿决心再重新研究、设计，争取发明出一种即使在无风的日子里也能照样转动的大风车。
又是一个周末。连日来，一个个改良大风车的设计方案，几乎全被牛顿否定。一时间他感到茫然不知所措。
“对啦！应该回伍尔斯索普村去看看外祖母和舅舅詹姆斯以及表姐妹们。”牛顿一边自言自语地说着，一边收拾东西准备回家。
告别了克拉克一家，牛顿归心似箭地启程了。这条往返于乡村和镇子的大路，他不知走了多少次，也不知在这条路上描绘了多少令人心醉的发明蓝图。可是今天，牛顿觉得自己的大脑，有如路旁干枯的树枝和干涸的小河，没有任何新的思维活力。牛顿索性什么也不想，一路小跑地赶着路……
村边有棵老槐树，好似一位年迈的长者，吃力地伸出它那干枯的双臂，朝着远道而来的牛顿打着招呼。望着老槐树，牛顿长长地吁了一口气：“终于到家了！”喃喃自语地继续前行。这时，不远处的一口大水井和提水人已清晰地映入他的眼帘。走近一看，原来是邻居安德森婶婶正吃力地摇着辘轳从井里提着水。
“安德森婶婶，您好！我来帮您打水吧！”
牛顿一边说着，一边帮助安德森夫人提水。安德森夫人高兴地看着牛顿，她觉得两周不见的牛顿似乎又长大了。
“牛顿，你最近又在做什么呀？”
安德森夫人关切地询问牛顿。可是，牛顿似乎没听见，正全神贯注地摇着辘轳。原来，牛顿正观察着辘轳上的圆木头和长绳子。每当牛顿摇动辘轳把儿的时候，粗长的绳子就自动卷上来，缠绕在辘轳上很粗的一根圆木上，随之水桶也就吊上来了。
“对了！把它倒过来，不就可以了吗！？”
牛顿一边自言自语地说着，一边把水桶里的水倒入安德森夫人的水桶里，然后，兴奋地说：
“安德森婶婶，再见吧！请您代我向外祖母和舅舅们问好！”
说完，他头也不回地急匆匆地沿着原路又返回格兰瑟姆。望着牛顿远去的背影，安德森夫人，一面摇摇头，一面无可奈何地说：
“哎，这个孩子，不知又有什么新的发现啦！他可真是一个奇怪的孩子啊！”
说着她便提着水桶回家了。
牛顿一阵风似的跑回克拉克家，一推门进屋，正巧碰见克拉克做实验。克拉克惊愕地看着牛顿问道：“你怎么这么快就回来了？”牛顿眼里闪动着喜悦的泪花，答非所问地说：
“克拉克叔叔，这一次一定能成功。”
牛顿说完便匆忙跑上二楼。
他又埋头于风车的改造工作了。他首先把安叶片的轴接长了，然后又把一条粗长的绳子缠在上面，绳子的一端拴上一只木桶。他把桶里的水调整好以后，便求助克拉克大叔，帮助他把木桶由二楼房顶缓缓地落下去。同时，风车的轴也就开始慢慢地转起来了。
“克拉克叔叔，成功了！终于成功了！”
牛顿一边高兴地摇动着克拉克的手，一边高声叫喊着。克拉克忘却了是在房顶上，竟然抱起了牛顿。克拉克夫人及时提醒他，才把牛顿放了下来。
空中一丝儿风也没有，可是大风车却悠然自得地转动着。克拉克夫妇看到这一切，心里越发敬佩小牛顿了。
“多奇怪的风车啊！即使没有风的天气里，它也能转动，真是怪事！”
镇子里的人们感到非常惊讶，他们时常聚到一起议论纷纷。这样，牛顿虽然年龄不大，但却早已成为格兰瑟姆镇的新闻人物。
正当牛顿在格兰瑟姆中学如饥似渴地学习、不断地探索和发明创造的时候，牛顿的继父、汉娜妈妈改嫁的牧师巴拿巴·史密斯不幸去世了。汉娜妈妈只好带着第二次婚后所生的三个孩子：本·杰明、玛丽和汉娜·史密斯再次回到伍尔斯索普村的牛顿家里。
多年不见的母亲和从未见过面的两个妹妹及一个弟弟的突然到来，使生性腼腆的牛顿感到很不自然。牛顿无论如何也无法与妈妈和弟弟、妹妹们亲近。汉娜妈妈见早产的儿子，如今已变成一个英俊的少年，而且还听到那么多关于牛顿的传说，心里非常高兴。想到多年来，自己没有对牛顿尽到做母亲应尽的责任与义务，心里感到十分内疚。她暗下决心：一定要好好地关怀、照顾好牛顿，竭尽全力地弥补往日所欠牛顿的母爱，同时，她也把自己的希望寄托在牛顿的身上。
由于汉娜妈妈的亲情感化，加上牛顿性格温顺，没过多久，牛顿与汉娜妈妈之间的隔阂就化解了。以后他又消除了与弟弟和妹妹之间的距离，逐渐地与他们产生了兄弟姐妹的感情。如今，牛顿每到周末，都盼望能早日回到家中，与妈妈和弟弟妹妹们团聚。而牛顿一来到伍尔斯索普村，弟弟妹妹们都争先恐后地出来迎接他的归来，“哥哥”、“哥哥”的叫喊声不绝于耳，使牛顿心里感到暖融融的。每次回来，弟弟妹妹们总是把他围在中间，然后拿出自己准备好的礼物（吃的、玩的），一边送给牛顿，一边向他询问学校里的奇闻逸事，或者央求牛顿给他们讲故事。而牛顿也总是像个大哥哥的样子，不厌其烦地向他们讲述着学校里的事情或者讲述一段童话故事。听到房间里不断传来的欢声笑语，在厨房里忙碌的汉娜妈妈，心里总是喜滋滋的。这样一来，向来孤独的小牛顿，在家里终于可以度过一个愉快的周末了。
然而，这样的日子没持续到一年。就在牛顿14岁的时候，有一天，他在学校突然接到一封汉娜妈妈的来信。读罢这封来信，牛顿重新陷入了深深的思索之中……
原来，在牛顿出生的那一年，英国爆发了资产阶级革命。1644年和1645年在奥里弗·克伦威尔（1599-1658年）的指挥下，资产阶级军队在反对王党军队的战争中取得了决定性胜利。在1649年，英国国王查理一世被送上断头台，英国宣布成立共和国。可是，不久英国又建立了君主立宪制。当时，由于英国连年内战，政治形势急剧变化，农民的生活日趋贫困。
汉娜妈妈自从回到伍尔斯索普村的时候起，就已经看到牛顿热爱学习、喜欢研究和发明创造，于是她暗下决心：一定让牛顿走他自己喜欢的道路，决不阻拦。为了牛顿的前途，汉娜，一个普通的妇女带着四个孩子，勇敢地承担起繁重的农田劳动，而且总是任劳任怨。然而，天有不测风云。当时的英国政治变得日益腐败。一家人的生计，对体弱多病的汉娜妈妈而言，实在是力不从心的沉重负担啊！近日，汉娜妈妈又患病卧床不起了。望着三个不大的孩子，她眼里流出了悲伤的泪水。她一边抚摸着孩子们，一边望着窗外。想到地里的农活，她情不自禁地说：
“要是你们的哥哥牛顿在家就好啦！”
的确，此时汉娜妈妈多么希望牛顿也能在身边，帮助她料理家务啊！因为她相信：儿子无论做什么都一定会很出色的。
病弱的妈妈好不容易盼到周末，终于看到牛顿回家了。望着儿子那充满稚气的笑脸，想到儿子的前途，汉娜根本就没有勇气讲出自己的想法。于是，在牛顿走的时候，她还是像以往一样，给他带上吃的东西并把他送到村口的老槐树下，直到牛顿的身影彻底消失后，她才怅惘地走回家。
可是，一旦面对繁重的农活和沉重的负担，汉娜就又产生了依赖牛顿的想法。于是，在儿子走后不久，她便怀着惴惴不安的心情，试探性地给牛顿写了一封信。信中委婉地写道：“这并不是妈妈硬要强迫你回到家做农活，只不过是我的一点希望罢了。你可以自己最后做出决定，妈妈一定会尊重你的意见的……”
牛顿拿着妈妈的来信，辗转于床头，痛苦地抉择着……
是啊！牛顿从未想到过自己会把一生献给农田劳动，他实在舍不得离开金格斯中学的校长约翰·斯托克斯和他的老师、同学们以及那些他永远也读不完的书籍；他更舍不得离开药剂师克拉克一家。可是，转念一想，自己学到的大部分知识，与其说是在学校学到的，还不如说是自学和在实验、观察和实践中总结出来的。况且多病的母亲一个人带着三个弟弟妹妹，承担着繁重的农田劳动和家务劳动，她现在一定急切地盼望自己能早日回家助她一臂之力。退一步说，即使成为农民，也还是可以继续学习呀！想到此，牛顿就再也躺不住了。他披了件衣服，忙给妈妈写了一封回信，然后开始收拾东西，准备周末就启程回家。
克拉克一家人对于牛顿的决定感到十分惋惜。但对于汉娜的困境，他们又爱莫能助，只好忍痛割爱地送牛顿踏上返乡的路途。临行前克拉克一家一再叮嘱牛顿，即使回家务农，也不要间断学习、实验和发明，如果家境好转之后，希望他还能回到格兰瑟姆镇继续求学。牛顿也是满怀感激之情依依惜别。他眼里噙着泪水，深情地说：
“我无论走到哪里，都不会忘记你们的，请放心，我一定坚持不懈地学习，决不辜负你们的殷切希望，再见吧！等我有机会一定会再来看望你们的！”说完，他便擦掉泪水，带着深深的遗憾踏上归途。
1656年3月末，牛顿又重新回到伍尔斯索普村。牛顿的归来，使汉娜既高兴又惋惜，而弟弟妹妹们见到哥哥则兴奋不已。村民们听说牛顿回到家乡也议论纷纷：
“听说牛顿回来了，是真的吗？”
“他原来一直在格兰瑟姆念中学，听说发明制作了不少东西呢！”
“这回，汉娜可以放心地把地里的农活交给牛顿来干了！”
“你瞧见汉娜了吗？她的脸上总是挂着笑容，我可是第一次见到她这么高兴啊！”
牛顿的归来，一时间成为村民们茶余饭后议论的中心话题。
牛顿虽然回家务农，并且挑起了家中生活的沉重负担，但是，他没有放松学习，更没有放弃兴趣与爱好。只要一有时间，牛顿就独自回到自己的房间，开始学习、实验和工作。
连续几天，牛顿在往返于田间与住宅之间的路上，发现了一个新问题：早晨到农田里种地时，自己的影子在左边；而晚上扛着农具回来时，他的影子则转到另一边去了。由此，他又回想起上小学时，在路上所观察到的情况。那时，他发现早晨上学时，自己的影子也是在左边：而晚上放学时他的影子却转到另一边去了。通过连续几天的观察，牛顿颇受启发。他在此基础上又进一步的观察和记录。最后，他终于明白了：太阳的运动原来也是有规律的。于是，一个新奇的想法又浮现在牛顿的脑海里：是否可以利用太阳运动的规律，制作一个比原来的水钟更为准确的“太阳钟”以代替不很准确的水钟来测定时间呢？这一想法使牛顿异常兴奋，于是他又开始投入忘我的设计和制作工作之中……
这几天，村民们常能见到牛顿在房屋里和花园的墙上，不断地追踪太阳的影子，并记录下一小时、半小时或15分钟之内太阳及影子的位置变化，他不断地修正、校准记录的内容。在一个晴朗的日子，牛顿找到一块圆形的木板，把它水平放置，然后，在木板的中央钉上个立着的木棍，并从南到北画一条标准线。接着，在圆木板的边缘上均匀地画上刻度。随着木棍影子的移动，牛顿每隔15分钟就画上一个刻度，再用量角器仔细检查刻度的角度是否相等。这样，牛顿经过冥思苦想，反复试验，一种利用太阳影子移动的位置，准确地指示出时间，即测日影以定时刻的器具——日晷仪（太阳钟）终于制成了。牛顿把它放在家中，以它取代了不够准确的那架旧水钟。汉娜和弟弟妹妹们看到后赞不绝口。尤其是汉娜，看着儿子由于过度劳累而显得疲倦的样子，一种怜爱之情又油然而生。村民们听说牛顿又制造了一个新的太阳钟，都纷纷涌入牛顿的家，怀着好奇的心情争先恐后地观看。一时间，牛顿的家门庭若市，好不热闹。
“真了不起啊！牛顿到底是念过中学的人啊！”
“汉娜有这么好的一个孩子，可真有福气！”
村民们不时地发出赞叹声。
牛顿看到大家如此感兴趣，就与家人商量，决定把日晷仪安放在村子中央，让村民们都能看到它。汉娜和弟弟妹妹们都表示赞同，于是，牛顿就在村民的簇拥下，抱着日晷仪来到伍尔斯索普村的中央地带，把它放在一块大方石头上面，给村民指示时间。从此以后，大家都可以看到这个日晷仪了，村民们高兴地称之为“牛顿钟”。据说这架太阳钟，一直在伍尔斯索普村被村民们使用到牛顿逝世后的许多年。
尽管村民羡慕汉娜有个好儿子，而且，牛顿又是一个十分勤劳、乐于做事、非常能体贴母亲的好孩子，可是，汉娜却时常对他发出无可奈何的叹息声。因为，她深知：儿子作为一个庄稼汉是一个失败者。的确，勤思好学的牛顿，无论如何也适应不了农活，尽管他本身想把母亲交给他的农活做好。为此，他也感到很苦恼。他曾多次请教妈妈教他种庄稼、施肥、铲草和收割以及饲养家畜与家禽的方法。可是，一旦自己干起农活时，他却总也赶不走经常浮现在脑海里的各种奇想，也放不下打开智慧之窗的书籍。是的，牛顿的心思仍然放在读书和思考上。他时常一边干农活，一边设想着改造或重新设计某些农具、机械。有时，为了弄清楚某个自然现象，他常常夜不能寐。所以，在乡下，村民们也认为他是个“爱胡思乱想的人”。而且他的这种习性，这一时期变得更为明显，为此，在他的家中出现了许多的笑话。
有一次，汉娜妈妈让牛顿去喂鸡，他欣然接受了任务。可是，他一见到鸡窝，就开始琢磨起这个鸡窝的构造，觉得它设计得不够合理，有许多地方应该改进。想着想着，他竟然忘记关鸡窝的门，结果，小鸡跑到田园里，把刚刚长出来的菜苗都吃光了。
还有一次，那是一个秋高气爽的上午，妈妈让牛顿把一袋小麦放在马背上驮着，送到格兰瑟姆镇上一家买主那里。牛顿只要把小麦平安地送到目的地，然后把马牵回来就算完成任务。牛顿牵马上路了。此时他孤身一人牵着马，走在寂静的田间小道上，没有任何人任何事情打搅他，他总算可以自由自在地任思绪在脑际中漂荡，随心所欲地想着自己感兴趣的内容……
牛顿索性把缰绳背在肩上，漫不经心地走着。不知不觉，太阳已经偏西了，周围的田野上，渐渐地被笼罩上一层昏暗色的天幕。牛顿虽然已经走了一天，但是还没有走到格兰瑟姆。就在此时，牛顿突然意识到他手中紧握住的只是一个马缰绳，而牵着的枣红马和它所驮的麦子却早已无影无踪了。
“哎呀，糟啦，马没有了，这可不得了！”
牛顿一边吃惊地自言自语，一边恐慌地开始四处寻找马匹。可是，他在附近找了很久也没有找到。牛顿像只泄了气的皮球，一下子就摊在地上，开始哭泣起来……
原来，牛顿只顾沉思，不知什么时候，拴马的铁嚼子掉了。幸而老马识途，那匹枣红马早已驮着麦子回家了。而此时，家里的人正在四处找他呢！
汉娜无论如何也想不到牛顿竟然会做出这样的事情。从此以后，牛顿每次出门办事，妈妈总是不放心地让在家中帮忙的一位年长的老爷爷与他搭伴同行。
汉娜的举动，对于牛顿来说却是件再好不过的事情了。因为，每当他们去格兰瑟姆出售农副产品时，牛顿总是央求老爷爷一个人牵着马到市场上把东西卖掉，而他则飞快地跑到克拉克叔叔家，借出几本书，然后，找一个街角或钻进道旁的篱笆里，津津有味地读起书来。市场的喧闹、人畜的骚扰，他全然不顾，只是如饥似渴地读着他的书，仿佛不是在市场而是置身于静静的书房一样。有时，牛顿也在从家里出来之前，准备一些书，行至半路时，他便把买卖之事交代给同行的老爷爷，而自己则跑到路边的小树林中去读书。老仆人只好长叹一声，无可奈何地牵着马到集市上去。每当老爷爷卖完东西，找到牛顿准备回家时，他好像什么事情也没有发生一样，同老人一直回到家里。
牛顿总是这样，忙里偷闲，千方百计地挤出一点点时间，贪婪地阅读他所能找到的一切书籍。即使是放牧的时候也是如此。结果，由于他聚精会神地学习，使得牛羊不是跑到地里践踏庄稼，就是迷途不返。有一次牛顿在放牧的时候，忘记了临行前妈妈的再三叮嘱，把羊群赶到村外的一片草地上，任其吃青草，而自己则抱着一本厚厚的数学书，躺在草地上专心致志地读起来。牛顿完全沉浸在数学王国里，不知不觉已临近中午。这时，牛顿当牧师的舅舅威廉·艾斯库恰好去他家从这里经过。艾斯库看到羊四处跑散，牛顿连管都不管地趴在草地上，就十分气愤地走过来。他一边叫喊着牛顿的名字，一边紧握着拳头，想要替妹妹好好地教训一下牛顿。而牛顿好像是什么事情也没有发生似的，只顾埋头读书。尽管舅舅已走到身边，他也没有察觉到。舅舅怒气冲冲地说：“牛顿！你还在睡懒觉，羊都跑丢了！”听到舅舅的喊叫声，牛顿急忙转过身，放下手中的书，一骨碌地爬起来，拍拍脑袋便去追赶跑散的羊群……这时，艾斯库才发现草地上那本厚厚的数学书。舅舅恍然大悟：原来牛顿正在研读一本数学书啊！他抬头望着牛顿远去的背影，想到妹妹在信中谈到有关牛顿的情况，此时，他不但怒气全消，而且还被牛顿这种刻苦学习的精神所感动。他没有责怪牛顿，反而跑去帮助牛顿把跑散的羊群拢到一起，然后同他回到家里。
见到汉娜妈妈，艾斯库没有谈到羊群跑失一事，反而夸奖牛顿说：
“这个孩子将来一定会有出息的，我看有机会还是让牛顿继续去上学吧！”
汉娜没有回话，只是默默地干着农活。的确，她不止一次地为牛顿不专心干农活而苦恼过，但对于这个善良、笃实、勤思好学的孩子，她又从不忍心去责备他。至于继续读书一事，到目前为止她还没有认真地去考虑过，因为家中毕竟是既缺钱又缺人手啊！
牛顿也很能体谅母亲，他在妈妈面前从不提及上学读书的事情，只是默默不语地抓紧点滴时间勤奋学习，并且从不间断观察、思考、研究与实验。
1658年9月3日，多少年罕见的一场暴风雨正袭击着英国。河水四处泛滥、房屋纷纷倒塌，就连粗大的树木也被连根拔掉。此时，英国的军事独裁者克伦威尔，正躺在临终的卧床上，奄奄一息地向人们嘱托后事。外面的狂风暴雨已经淹没了他低弱的声音……狂风暴雨没有放过伍尔斯索普村。村里，凡是有劳动能力的人，不论男女全都顶风冒雨跑到地里。有的搬运东西，有的立木桩子，还有的垒挡风墙，大家拼命地与暴风雨抗争着……
天色已晚，天空一片漆黑，狂风还在不停地刮着，滂沱的大雨不停地下着，仿佛要把整个世界彻底毁灭似的。牛顿的家在狂风暴雨的袭击下，也“呼啦”、“呼啦”地作响。屋内，生病的汉娜妈妈和弟弟妹妹们都焦急地望着窗外……
“哥哥他现在究竟会在哪儿呢？”
汉娜·史密斯胆怯地问着妈妈。
“大叔，您刚才在地里没有看见牛顿吗？”
汉娜向刚从地里回来的老爷爷焦急地问着。
“地里我已经找过了，没有啊！”
老爷爷也不安地回答说。
“这可就奇怪了，大叔，麻烦您再出去一次找找他吧！”
汉娜近似哀求地说着，老爷爷只好又穿上雨衣，冒着风雨出去了。
汉娜·史密斯和玛丽被电闪雷鸣惊吓得几乎不敢抬头看窗外。两个孩子紧紧地依偎在妈妈的怀里，担心地望着妈妈说：“哥哥会不会被大风给刮走呢？”“是呀！会不会被大雨冲走了呢？不过大哥可是个有主见的人，我想他不会出事的！”
汉娜也劝慰她们说：“你们不要胡思乱想啦！上帝保佑哥哥，他不会有什么问题的，你们俩赶快睡觉吧！”
汉娜虽然安慰着孩子们，可她自己心里却一直惴惴不安。
老爷爷万分焦急地四处寻找着牛顿，最后，终于在后院找到了他。只见风雨中的牛顿，头发早已被大风雨淋得乱蓬蓬的，浑身上下湿漉漉的。正如妹妹所担心的那样，牛顿真的被大风给刮跑了。不过，牛顿是受一个奇特的念头所驱使、心甘情愿地让大风给刮跑的。
原来，在伍尔斯索普村，如此疾风骤雨的日子，牛顿从未见过。他望着窗外的风雨，一个新的疑团，又从牛顿的脑海中浮现出来：这么强的风，它究竟有多大的力才能把东西刮跑呢？被这一念头所激动和驱使的牛顿，不顾一切地冲出房门，顶风冒雨跑到后院……
牛顿在风雨中像着了魔似的，先是顺着风拼命地跳过来，然后又逆着风使劲儿地跳过去。接着又侧身向着风跳去，而且他还把身上披着的斗篷扣子解开，兜着风不停地跳着。每跳一次，牛顿都低着头用步子量一下所跳的距离，并计算出两次相差的距离。如此反复，他就不停地跳呀、量呀……
老爷爷惊讶地看着这一切，还以为牛顿出了什么毛病，拼命地叫喊着他。可是，牛顿好像没听见似的仍然不停地跳着。原来，牛顿正在用这种方法计算着风的速度呢！这个问题，对于年仅16岁又缺少系统的数学知识的孩子来说，该是一个多么难的问题啊！
老爷爷把他所见到的一切都告诉了汉娜。汉娜听完后，马上穿上雨鞋，打着雨伞匆忙跑到后院。望着雨中的牛顿，汉娜既生气又心疼，不知不觉地两眼流出了热泪。她不顾一切地冲入风雨中，一把抱住儿子，什么都没说，拉着牛顿就跑回屋里……
通过牛顿这次“暴风雨中的试验”，汉娜更加清楚地认识到：让牛顿回家帮助自己干农活，将来当一名出色的农民，这个计划实在是错误的。因为牛顿完全被学习与研究迷住了，对于农活他毫无兴趣。虽然他不拒绝家务和农活，但精神上的兴趣和干农活之间的冲突，已经越来越激烈了。的确，如果对这样渴求读书和研究的孩子，继续强迫他干农活，那么，说不定能真的使他变成一个疯子呢！汉娜带着这个想法，决定去找詹姆斯舅舅商量。
詹姆斯舅舅听完汉娜的述说，回想起牛顿的成长过程，十分感慨地对她说：
“这样看来，无论如何也不能把孩子拴在村里种地了。这几天我一直在想：是不是应该让牛顿回到金格斯中学继续读书？听了你的介绍后，我觉得还是让他去上学吧！你现在的心情，我非常理解，作为弟弟我一定会尽力帮助你的。如果牛顿能继续上大学，我还可以帮你负担一部分学费。”
听了詹姆斯的一席话，汉娜心里踏实多了。想到儿子如此热爱学习，真应该让他继续求学，否则，就会耽误孩子的前途。
与此同时，牛顿另一位当律师的舅舅威廉·艾斯库和金格斯中学的校长亨利·斯托克斯也分别给汉娜寄来回信。他们都一再鼓励汉娜应该让牛顿上学继续深造。尤其是艾斯库舅舅在给汉娜的信中写到：“牛顿这个孩子，我早就发现他与同龄的孩子有所不同，你应该让他完成未竟的学业，希望你能勇敢地担负起生活的重担，上帝会让你得到报答的。”这样，在两位舅舅和校长的干预、鼓励和劝说下，贤良明理的汉娜，决定独自承担起家庭生活的重任，让儿子继续到格兰瑟姆去读书。1660年秋天，牛顿终于重新回到格兰瑟姆。经历了辍学的波折，牛顿更加珍惜这来之不易的读书生活。从此以后，在牛顿的心里就一直燃烧着一把希望的火焰——必须努力学习，争取考上历史悠久、闻名于世的英国剑桥大学。
