心理學家約翰·海斯於1989年提出的「十年規則」指出,無論藝術或科學領域,個人都需經過十年的學習與實踐,才能取得突破。許多科學家符合此模式。

例如,查爾斯·達爾文於1838年提出自然選擇理論,距離他在大學投入科學已有十年。阿爾伯特·愛因斯坦於1905年發表特殊相對論,距離他開始質疑光速亦有十年。1990年,提姆·伯納斯-李發明了成為萬維網基礎的網頁伺服器與瀏覽器,距離他製作第一個類似網路的程式也有十年。

然而,艾薩克·牛頓則是例外。這位十七世紀的自然哲學家揭示了光與重力的運作機制,成為歷史上最具影響力的科學家之一。科學史學家傑德·布赫瓦爾德與莫爾德海·費因戈爾德花費數十年研究牛頓的手稿與著作,深入分析他最著名的著作《自然哲學的數學原理》的複雜演變。該書於1687年以拉丁文出版三卷,提出了牛頓運動定律與萬有引力定律。

1665至1666年大瘟疫期間,牛頓在英國格蘭瑟姆附近的出生地與家中——伍爾索普莊園,幾乎獨自完成了三項重大突破。該地位於當時他就讀的劍橋大學以北。

在數學方面,他奠定了微積分的基礎,用以解決運動與幾何的複雜問題。在物理學方面,他觀察蘋果從樹上落下,推斷出同一股無形力量拉引物體向地球,並控制月球軌道,這一想法後來成為他萬有引力定律的基礎。在光學方面,他在暗室中用玻璃三棱鏡實驗,證明白光由彩虹色光組成。

然而,這非凡的一年發生在他尚未累積十年數學或物理學習之前。作者未找到可靠證據顯示1642年出生的牛頓在學校曾學習數學或科學。1661年,他進入劍橋大學三一學院就讀本科時,監護人原本希望他成為英格蘭教會牧師,因此他選修人文科目。

布赫瓦爾德與費因戈爾德檢視牛頓在劍橋的課程與現存文件後推測,他直到本科最後一學期,即1664至1665年間,才開始認真接觸科學,距離瘟疫迫使他隱居僅一年。

數學與物理領域中其他違反十年規則的例子包括維爾納·海森堡。1925年,23歲的他創立了量子理論基礎之一的矩陣力學,當時他已學習物理五年。保羅·狄拉克在25歲時提出相對論電子方程,預言正電子與反物質的存在,當時他僅有約六年應用數學大學訓練。

但海森堡在此期間有兩位頂尖物理學家馬克斯·玻恩與尼爾斯·玻爾指導,狄拉克則先完成三年電機工程學位。相比之下,牛頓主要獨自工作,唯一重要例外是劍橋首任盧卡斯數學教授艾薩克·巴羅,牛頓於1669年接替其職位。

那麼,牛頓是如何做到的?1726年,臨終前不久,他在倫敦花園的蘋果樹下向友人威廉·斯圖克利講述此事,斯圖克利於1752年在《艾薩克·牛頓爵士生平回憶錄》中刊出。六十年前,牛頓獨坐農舍蘋果樹下,心情沉思。

他觀察蘋果垂直落地,意識到物質必有吸引力,且地球的吸引力必來自中心而非側面。若所有物質皆具此性質,則吸引力應與物質量成正比。地球吸引蘋果,蘋果同時也吸引地球。

進一步推論,牛頓認為這股他稱之為重力的力量必遍及宇宙。斯圖克利寫道:「於是他逐漸將這重力性質應用於地球與天體的運動。」

伍爾索普莊園外的蘋果樹啟發了牛頓對重力的研究。