雷安爵士在一边静静地听着。过了一会儿，他放下手中的咖啡杯，举起一只手，说：“先生们，我有一个提议，让我们来打个赌。两个月以内，不论是您二位当中的哪一位能够对这个问题做出解答，并提出数学的证明，他可以获得很高的荣誉，而我，将作为证明人。”
胡克马上回答：“我告诉你们，我的脑子里，已经有了答案。”
雷安爵士有礼貌地微笑着：“好啊。我还要宣布，谁先解决这个问题，我个人还要送给胜利者一个奖品，那是一部价值40先令的书。”
胡克胸有成竹地表示：“我不久就可以公开这个证明，但是，我想让答案再保密一个时期，因为别人也在研究这个问题。如果他们都碰了壁，没法解决，我再来公布，这样，才会显得更加可贵。”
壁炉里的火熊熊燃烧着，胡克的脸上浮现着自信的微笑。而哈雷心里却有点不踏实。
两个月飞快地过去了，哈雷苦思冥想，没有解决这个问题。他去拜访胡克，得到的却是胡克那高深莫测的微笑：“这一段我太忙。不着急，是的，不用着急。”
春天来了，嫩绿色的小草长满了泰晤士河畔，胡克又一次推迟了时间。
夏天的暴雨冲刷着伦敦的街道，胡克还是没有拿出一点证明材料。
哈雷焦急不安，他隐隐地预感到，也许，一月份胡克说的那么肯定的话，根本就无法兑现。而不解决这个问题，天文学里许多问题的研究就无法深入。这时候，有人向他介绍，在剑桥大学的三一学院，有一位牛顿教授，在数学、力学、天文学上都很有成就，不妨向他请教一下。
哈雷在8月份赶到剑桥大学，拜访了牛顿。
这个时期，为了解决反射式望远镜的凹面镜的合金问题，牛顿用各种不同的配方试验，熔炼出不同成份的合金，这个试验拖了很长的时间，占去了大量的精力。许多事都得亲自动手，很麻烦也很困难。哈雷见到的，是一个沉思着的科学家，虽然只有42岁，头发已经灰白。穿着随随便便，非常简朴，他的屋子里堆满了书籍、笔记本和纸张。
哈雷开门见山地向牛顿提出了问题：“先生，当一个行星受到和距离的平方成反比的引力的作用，它的运行轨道会是什么样的呢？”
牛顿毫不迟疑地回答：“椭圆形的。”
“椭圆形？”哈雷大吃一惊，“您是怎么知道的呢？”
牛顿简短地回答说：“我过去曾经计算过。”
“曾经计算过？”哈雷想，那么就是说，这个问题牛顿早已经解决了。他请求牛顿：“能不能让我看看您的计算？”
牛顿皱着眉头说：“可以，可以，但是，我把它放在哪里了呢？”牛顿站起身来，在桌子边上一大堆手稿中翻起来，然后又到书架上去找，抽屉里去找，他翻来翻去，最后，遗憾地向哈雷说：“真抱歉，这是以前算的，实在想不起来放在什么地方了。”
哈雷怀着希望，真诚地说：“你能再计算一遍吗？您知道，这很重要。”
牛顿看着年轻的哈雷，郑重地点点头：“好吧，我重新计算一遍，然后寄给您。请告诉我您的地址。”
哈雷马上照办，端端正正地写了自己的通讯地址。
深秋，伦敦的树叶变成一片金黄的时候，哈雷接到了牛顿寄来的信。
哈雷迫不及待地拆开信，里面是密密麻麻的九页手稿。题目是《论天体沿轨道的运动》，哈雷来不及坐到椅子上，就开始读起来，他觉得是那样吸引人。读着读着，忽然觉得光线变得暗淡，他抬头一看，已经快到黄昏了。书桌近在咫尺，他却一直站着读，忘记了坐下。那天晚上，哈雷在烛光下读完了牛顿的全部论证和计算。他激动得在屋子里走来走去，啊，这是多么严密的逻辑，翔实的推理，准确的计算，把许多过去朦胧的问题说得如此清晰，许多过去不了解的现象解释得这样明确，了不起，实在了不起！
哈雷一天也不耽误，马上赶到剑桥大学，他再次拜访了牛顿。他诚恳地向牛顿表达了自己的感谢，他衷心地希望牛顿同意，把这个科学研究的重大成果尽快发表出来，这个成果实在是太重要了。
牛顿从桌子上拿出来一摞手稿，说：“还不止这些，你可以看一看这个。”
哈雷接过来一看，手稿封面写着：《严格的论文，论运动》，他匆匆翻开，认真地读着，太精湛了！这里的内容显然更加丰富，给他的信，不过是其中的一部分。而哈雷更为惊讶地发现，关于运动的论文手稿，牛顿不是写了一本，而是好几本，各有侧重，各有特色！
牛顿生性孤僻，不爱和别人聊天，尤其是不喜欢和陌生人聊天，但是，他看到哈雷真诚而认真的态度，破例向他介绍了自己的研究成果。牛顿不仅详细而明确地证明了行星运行的轨道是椭圆形的，证明了引力和距离的平方反比关系，而且证明了这适用于整个太阳系。
“这是天才的著作，为了全人类的利益，应该把它们公布于世！”哈雷下了决心。他请求牛顿把《论运动》送给皇家学会，牛顿起初不愿意，几年前那场让人烦恼的争论还困扰着他，由于哈雷热情的劝告和坚持，牛顿终于同意了这位年轻朋友的建议。
1684年12月，牛顿的论文在皇家学会宣读，受到了一致赞扬。
哈雷进一步建议说，牛顿教授的著作非常重要，他建议皇家学会为牛顿出一本专著，不是刊印在学会的学报上，而是印成一本书正式出版。这时，哈雷已经担任了皇家学会的专职文书，负责处理日常事务。虽然他的薪金少得可怜——每年只有50镑，还常常不能按时发给他，但是，他勤勉地工作着。
皇家学会对哈雷的意见进行了讨论，过了半年以后，答复说：“同意哈雷先生的意见，牛顿先生的论文应该立刻付印。”
哈雷兴冲冲地找到有关的负责人，那位绅士却窘迫地搓着手，指给哈雷看学会的账簿，学会的经费非常困难。去年，学会出版了一本《鱼类的历史》，以为非常畅销，没有想到，积压了许多册。学会甚至要求哈雷亲自推销这本书，用卖书的钱支付他的工资。今年，又要出版一本有关海洋的书。如果让学会出版牛顿的书，太抱歉了，实在是无能为力。
哈雷激烈地争辩，他想说服他们，牛顿的著作实在是太重要了，他说：“这本书将会开拓天文学和力学的一个全新的时代，这将是科学史上的大事，请学会一定要支持。”
对哈雷的回答是极其有礼貌的，也是非常明确的：“是的，您说得都对，对极了，但是，没有钱，实在没有钱。太遗憾了，非常遗憾。”
牛顿的手稿上面已经落下了一层细细的尘土，就让这部天才的著作静静地躺在书架上吗？哈雷到处奔走，可惜的是，他到处碰壁。
哈雷和朋友们商量以后，作出一个大胆的决定。这一次，皇家学会迅速地表示完全同意。这个决定是：同意由哈雷先生负责掌管出版牛顿先生的著作，经费由哈雷先生自筹。
哈雷并不是富翁，他还要养活妻子和孩子，但是他义不容辞地为牛顿的著作费尽了心血。他带头捐出自己本来就不富裕的钱，并向许多人求助。书中许多几何图形由他亲手绘制，表格他帮助制作。哈雷还要跑印刷所，一个字一个字亲自校对。可以说，牛顿的伟大著作里面，也浸透了哈雷的汗水，正是由于哈雷无私的支持，才使牛顿的著作得以问世。
牛顿写的书，本来想叫《两体问题》，经哈雷建议，改名为《自然哲学的数学原理》。这本书从1685年下半年开始写作，1687年全部出齐。
牛顿的巨著《自然哲学的数学原理》开辟了科学的新时代。
五、划时代的伟大著作
从1685年下半年开始，牛顿用了一年半的时间，写出了《自然哲学的数学原理》（当时，人们还把自然科学称为自然哲学）。
研究这些问题，牛顿已经用了20多年，许多研究的资料和论述散见于他不同时代的笔记，许多结论要重新验证，归纳，许多前人的著述要进一步总结。牛顿紧张地投入了工作，他在这一年半的时间里不仅整理和总结了自己20多年来的研究成果，也对古希腊以来的自然科学理论进行了系统的分析和总结，同时在许多方面大大前进了一步，提出了许多新的观点，从而使整个体系更加完整，更为深入。
牛顿写作《自然哲学的数学原理》这部光辉巨著的经历，他的秘书汉弗莱·牛顿事后作了生动的回忆。
汉弗莱·牛顿和牛顿是同乡，也是同一姓氏，但他们不是亲戚。汉弗莱也曾在格兰萨姆上过学，他比牛顿年轻得多。后来他作了牛顿的秘书。他帮助牛顿整理文稿，记录牛顿的口述。
汉弗莱回忆说：“牛顿非常和蔼可亲，稳重而谦虚，从来不发脾气，总是在沉思，神态安详。”他说，他从来没有见到过牛顿笑。牛顿很少运动，也很少参加各种各样的娱乐活动，所有的时间都用在了工作上。
汉弗莱说，牛顿吃饭吃得很少，有时候甚至忙得忘了吃饭。汉弗莱曾经不止一次发现，他端来的饭，一动不动地放在旁边，牛顿还在那儿埋头工作，尽管饭菜已经放在这里三四个小时，牛顿都没有转过头去。
有一次，汉弗莱提醒牛顿该吃饭了，牛顿一下子从沉思中惊醒过来，奇怪地问：“是吗？我还没有吃饭？”牛顿慢腾腾地站起身来，走到餐桌旁边，掰下一小块面包，机械地放到嘴里，思想又不知道飞到哪里去了。
汉弗莱说，他几乎从来没有看见过牛顿坐在餐桌边认认真真地吃过一顿饭，更没有见过牛顿喝酒。渴了，牛顿只是喝一杯清水。
汉弗莱最伤脑筋的是节日，节日总会有各种各样的活动，有时候还有非去不可的宴会。每一次都需要汉弗莱提醒，每一次都需要反复催促，牛顿才会不情愿地放下手中的工作，站起身来。但是，牛顿的头发往往没有梳理。袜子有时候没有穿好，鞋是旧的。参加这些活动的时候，牛顿仍然人在心不在，继续想着自己的事情。
牛顿有时候独自在花园里散步，走着走着，他会突然转身，迅速地回到房间里，甚至不等坐下，弯腰站在桌前，就把一个想法匆匆写下来。牛顿睡得很少，经常工作到深夜二三点钟，有时候在桌前一直工作到天亮。
在工作疲倦的时候，牛顿就去自己的实验室里做化学实验，或者守在炉火和坩锅前面。炉火熊熊，他配制各种药品、熔炼不同的合金，着迷似地干几个小时，然后又回到书桌前，接着思考力学和数学。
汉弗莱说：“我不明白，他的目的究竟是什么。但他在那些时候付出的辛勤劳动使我相信，他是在探索人类的技术还没有解决的种种问题。”
在写《自然哲学的数学原理》的时候，常常是牛顿低着头，沉思着，在房间里踱着，一句一句口述着，汉弗莱飞快地记录着。牛顿思索的时候，汉弗莱抓紧时间，吃一口面包，喝几口水，而牛顿却仍然沉浸在自己的思想里，根本不觉得饿。
经过夜以继日的工作，这部巨著的第一卷很快就写完了，第二卷也完成得比较顺利，第三卷却费了不少时间。
胡克见到了牛顿的著作，从心底里不服气。牛顿比胡克年轻得多，当牛顿还是个享受助学金的减费大学生的时候，胡克已经成名了，成为皇家学会的会员。牛顿忙于为同学在餐后刷盘子的时候，胡克已经发表了不止一篇论文。如今，牛顿要超过自己，胡克的心情平静不下来。他向几位学者私下散布，引力定律是他首先发现的，他曾经告诉过牛顿，他早已经作了种种证明……在皇家学会审查《自然哲学的数学原理》的会议上，皇家学会的副会长霍斯金爵士赞扬说，对牛顿“应该特别予以奖励”。而在场的胡克却说，不，不应该把胡克的发现归功于牛顿。在皇家学会的另一次会议上，胡克甚至控诉牛顿剽窃了他的成果。
牛顿知道了这些消息以后，非常愤怒，也非常痛心。他给哈雷写了几封长长的信，引证了大量的资料，说明自己的研究经过。牛顿感慨万分地说，他感到，“哲学是无理搅三分的贵妇人，一个男人与她发生了关系，等于卷入了一场诉讼。”
哈雷委婉地劝说牛顿，建议牛顿在序言里，提一下胡克的名字。
牛顿的答复非常激烈，他说，他绝对不会同意在第三卷的序言里提到胡克。牛顿怒气冲冲地说：“胡克先生还是一个奇怪的人，一个有见识的哲学家不能相信他有哪个地方是准确的……他至少必须节制一下他的虚伪。”牛顿还在信里向哈雷宣布，他不准备出版《自然哲学的数学原理》的第三卷了。
读着牛顿这封感情爆发的信，最着急的是哈雷。第三卷的题目是《宇宙体系》，内容非常丰富而且深刻，它讲的是力学在天文学的应用，包括对于行星的运动、对于卫星、彗星，对于地球上潮汐的形成等等许多重大的理论问题的论述，可以说，第三卷是全书最重要、最光辉的部分，开创了天体力学这个全新的学科。如果不出版第三卷，这将是科学极为重大的损失。
哈雷亲自找到牛顿，反复劝说这位气坏了的科学家。最后，牛顿听从了哈雷的意见，第三卷终于写出来了。牛顿听从了哈雷的意见，在书中专门加了一段话：“虽然本人是根据开普勒定律，用数学证明了引力定律，在此同时，雷恩、胡克和哈雷也各自独立地意识到相同的结论。”
这件事情已经过去了300多年，许多资料和手稿已经陆续公布于世，应该怎样评价这段公案呢？