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伽利略家族姓伽利雷（Galilei），他的全名是Galileo Galilei，但現(xiàn)已通行稱(chēng)呼他的名Galileo，而不稱(chēng)呼他的姓。因爲(wèi)翻譯問(wèn)題，所以姓衆(zhòng)說(shuō)紛紜，以伽利雷爲(wèi)準(zhǔn)。
1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的著名試驗(yàn)，從此推翻了亞里士多德“物體下落速度和重量成比例”的學(xué)說(shuō)，糾正了這個(gè)持續(xù)了2000年之久的錯(cuò)誤結(jié)論。
但是伽利略在比薩斜塔做試驗(yàn)的說(shuō)法後來(lái)被嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目甲C否定了。儘管如此，來(lái)自世界各地的人們都要前往參觀(guān)，他們把這座古塔看做伽利略的紀(jì)念碑。
1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡（後被稱(chēng)爲(wèi)伽利略望遠(yuǎn)鏡），並用來(lái)觀(guān)測(cè)天體。他發(fā)現(xiàn)了月球表面的凹凸不平，並親手繪製了第一幅月球表面圖。1610年1月7日，伽利略發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，爲(wèi)哥白尼學(xué)說(shuō)找到了確鑿的證據(jù)，標(biāo)誌著哥白尼學(xué)說(shuō)開(kāi)始走向勝利。藉助於望遠(yuǎn)鏡，伽利略還先後發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)、太陽(yáng)黑子、太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)、金星和水星的盈虧現(xiàn)象、月球的週日和周月天平動(dòng)，以及銀河是由無(wú)數(shù)恆星組成等等。這些發(fā)現(xiàn)開(kāi)闢了天文學(xué)的新時(shí)代。爲(wèi)了紀(jì)念伽利略的功績(jī)，人們把木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四命名爲(wèi)伽利略衛(wèi)星。
伽利略著有《星際使者》《關(guān)於太陽(yáng)黑子的書(shū)信》《關(guān)於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話(huà)》《關(guān)於兩門(mén)新科學(xué)的談話(huà)和數(shù)學(xué)證明》和《試驗(yàn)者》。學(xué)伽利略爲(wèi)牛頓的牛頓運(yùn)動(dòng)定律第一、第二定律提供了啓示。他非常重視數(shù)學(xué)在應(yīng)用科學(xué)方法上的重要性，特別是實(shí)物與幾何圖形符合程度到多大的問(wèn)題！他還推翻亞里士多德的話(huà)。他善於提問(wèn)，不問(wèn)個(gè)水落石出不罷休。許多高年級(jí)同學(xué)也經(jīng)常因爲(wèi)被他問(wèn)倒而難堪。
1564年2月15日，伽利略·伽利雷出生在意大利西海岸比薩城一個(gè)破落的貴族之家。據(jù)說(shuō)他的祖先是佛羅倫薩很有名望的醫(yī)生，但是到了他的父親伽利略·凡山杜這一代，家境日漸敗落。凡山杜是個(gè)很有才華的音樂(lè)家，生前出版過(guò)幾本牧歌和器樂(lè)作品，他的數(shù)學(xué)也很好，精通希臘文和拉丁文和英語(yǔ)，但是美妙的音樂(lè)不能填飽一家人的肚皮，他的數(shù)學(xué)才能也不能給他謀到一個(gè)好職位。大約在小伽利略出生不久，凡山杜在離比薩城不遠(yuǎn)的佛羅倫薩開(kāi)了一間賣(mài)毛織品的小鋪?zhàn)樱@完全是不得已的辦法。但是爲(wèi)了維持一家人的生活，凡山杜只好違背自己的意願(yuàn)去經(jīng)商。
父親對(duì)兒子寄予很大希望。他發(fā)現(xiàn)，小伽利略非常聰明，從小對(duì)什麼事物都充滿(mǎn)強(qiáng)烈的好奇心。不僅如此，這個(gè)孩子心靈手巧，他似乎永遠(yuǎn)閒不住，不是畫(huà)畫(huà)，就是彈琴，而且時(shí)常給弟弟妹妹做許多靈巧的機(jī)動(dòng)玩具，玩得十分開(kāi)心。
小伽利略最初進(jìn)了佛倫勃羅薩修道院的學(xué)校。在這所學(xué)校，他專(zhuān)心地學(xué)習(xí)哲學(xué)和宗教，有段時(shí)間，小伽利略很想將來(lái)當(dāng)一個(gè)獻(xiàn)身教會(huì)的傳教士。但是凡山杜聽(tīng)到這個(gè)情況後，立即把兒子帶回家，他勸說(shuō)伽利略去學(xué)醫(yī)，這是他爲(wèi)兒子的未來(lái)早已設(shè)計(jì)好的一條路。
17歲那年，伽利略進(jìn)了著名的比薩大學(xué)，按照父親的意願(yuàn)，他當(dāng)了醫(yī)科學(xué)生。比薩大學(xué)是所古老的大學(xué)，學(xué)校圖書(shū)館藏書(shū)豐富，這很合伽利略的心意，但是伽利略對(duì)醫(yī)學(xué)並沒(méi)有多大興趣，他很少上課，一上課就對(duì)教授們教課的內(nèi)容提出這樣那樣的疑問(wèn)，使教授們難於回答，在教授們的眼裡，伽利略是個(gè)很不招人喜歡的壞學(xué)生。不過(guò)，伽利略只是興趣不在醫(yī)學(xué)，他孜孜不倦地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理學(xué)等自然科學(xué)，並且以懷疑的眼光看待那些自古以來(lái)被人們奉爲(wèi)經(jīng)典的學(xué)說(shuō)。
1583年，伽利略在比薩教堂裡注意到一盞懸燈的擺動(dòng)，隨後用線(xiàn)懸銅球作模擬實(shí)驗(yàn)，確證了微小擺動(dòng)的等時(shí)性以及擺長(zhǎng)對(duì)週期的影響，由此創(chuàng)制出脈搏計(jì)用來(lái)測(cè)量短時(shí)間間隔。1585年因家貧退學(xué)，擔(dān)任家庭教師，但仍?shī)^力自學(xué)。1586年，他發(fā)明了浮力天平，並寫(xiě)出論文《小天平》。
1587年他帶著關(guān)於固體重心計(jì)算法的論文到羅馬大學(xué)求見(jiàn)著名數(shù)學(xué)家和曆法家C.克拉維烏斯教授，大受稱(chēng)讚和鼓勵(lì)。克拉維烏斯回贈(zèng)他羅馬大學(xué)教授P.瓦拉的邏輯學(xué)講義與自然哲學(xué)講義，這對(duì)於他以後的工作大有幫助。
1588年他在佛羅倫薩研究院做了關(guān)於但丁《神曲》中煉獄圖形構(gòu)想的學(xué)術(shù)演講，其文學(xué)與數(shù)學(xué)才華大受人們讚揚(yáng)。次年發(fā)表了關(guān)於幾種固體重心計(jì)算法的論文，其中包括若干靜力學(xué)新定理。由於這些成就，當(dāng)年比薩大學(xué)便聘請(qǐng)他任教，講授幾何學(xué)與天文學(xué)。第二年他發(fā)現(xiàn)了擺線(xiàn)。
當(dāng)時(shí)比薩大學(xué)教材均爲(wèi)亞里士多德學(xué)派的學(xué)者所撰，書(shū)中充斥著神學(xué)與形而上學(xué)的教條。伽利略經(jīng)常發(fā)表辛辣的反對(duì)意見(jiàn)，由此受到校內(nèi)該學(xué)派的歧視和排擠。1591年其父病逝，家庭負(fù)擔(dān)加重，他便決定離開(kāi)比薩。
1592年伽利略轉(zhuǎn)到帕多瓦大學(xué)任教。帕多瓦屬於威尼斯公國(guó)，遠(yuǎn)離羅馬，不受教廷直接控制，學(xué)術(shù)思想比較自由。在此良好氣氛中，他經(jīng)常參加校內(nèi)外各種學(xué)術(shù)文化活動(dòng)，與具有各種思想觀(guān)點(diǎn)的同事論辯。此時(shí)他一面吸取前輩如N.F.塔爾塔利亞、G.B.貝內(nèi)代蒂、F.科門(mén)迪諾等人的數(shù)學(xué)與力學(xué)研究成果，一面經(jīng)常考察工廠(chǎng)、作坊、、礦井和各項(xiàng)軍用民用工程，廣泛結(jié)交各行業(yè)的技術(shù)員工，幫他們解決技術(shù)難題，從中吸取生產(chǎn)技術(shù)知識(shí)和各種新經(jīng)驗(yàn)，並得到啓發(fā)。
在此時(shí)期，他深入而系統(tǒng)地研究了落體運(yùn)動(dòng)、拋射體運(yùn)動(dòng)、靜力學(xué)、水力學(xué)以及一些土木建築和軍事建築等；發(fā)現(xiàn)了慣性原理，研製了溫度計(jì)和望遠(yuǎn)鏡。
1597年，他收到J．開(kāi)普勒贈(zèng)閱的《神秘的宇宙》一書(shū)，開(kāi)始相信日心說(shuō)，承認(rèn)地球有公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動(dòng)。但這時(shí)他對(duì)柏拉圖的圓運(yùn)動(dòng)最自然最完美的思想印象太深，以致對(duì)開(kāi)普勒的行星橢圓軌道理論不感興趣。
1604年天空出現(xiàn)超新星，亮光持續(xù)18個(gè)月之久。他便趁機(jī)在威尼斯作幾次科普演講，宣傳哥白尼學(xué)說(shuō)。由於講得精彩動(dòng)聽(tīng)，聽(tīng)衆(zhòng)逐次增多，最後達(dá)千餘人。
1609年7月，盛傳一荷蘭眼鏡工人發(fā)明了供人玩賞的望遠(yuǎn)鏡。他未見(jiàn)到實(shí)物，思考竟日後，用風(fēng)琴管和凸凹透鏡各一片製成一具望遠(yuǎn)鏡，倍率爲(wèi)3，後又提高到9。他邀請(qǐng)威尼斯參議員到塔樓頂層用望遠(yuǎn)鏡觀(guān)看遠(yuǎn)景，觀(guān)者無(wú)不驚喜萬(wàn)分。參議院隨後決定他爲(wèi)帕多瓦大學(xué)的終身教授。1610年初，他又將望遠(yuǎn)鏡放大率提高到33，用來(lái)觀(guān)察日月星辰，新發(fā)現(xiàn)甚多，如月球表面高低不平，月球與其他行星所發(fā)的光都是太陽(yáng)的反射光，水星有4顆衛(wèi)星，銀河原是無(wú)數(shù)發(fā)光體的總彙，土星有多變的橢圓外形等等，開(kāi)闢了天文學(xué)的新天地。是年3月，出版了他的《星空信使》一書(shū)，震撼全歐。隨後又發(fā)現(xiàn)金星盈虧與大小變化，這對(duì)日心說(shuō)是一強(qiáng)有力的支持。
伽利略日後回顧在帕多瓦的18年時(shí)，認(rèn)爲(wèi)這是他一生中工作最開(kāi)展、精神最舒暢的時(shí)期。事實(shí)上，這也是他一生中學(xué)術(shù)成就最多的時(shí)期。
20年來(lái)伽利略在物理學(xué)和天文學(xué)研究上的豐碩成果，激起了他學(xué)術(shù)上的更大企求。爲(wèi)了取得有充裕時(shí)間致力於科學(xué)研究，1610年春，他辭去大學(xué)教職，接受託斯卡納公國(guó)大公聘請(qǐng)，擔(dān)任宮廷首席數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家的閒職與比薩大學(xué)首席數(shù)學(xué)教授的榮譽(yù)職位。
爲(wèi)了使科學(xué)免受教會(huì)干預(yù)，伽利略曾多次去羅馬活動(dòng)。1611年他第二次去羅馬，目的在於贏(yíng)得宗教、政治與學(xué)術(shù)界認(rèn)可他在天文學(xué)上的發(fā)現(xiàn)。他在羅馬受到包括教皇保羅五世和若干高級(jí)主教在內(nèi)的上層人物的熱情接待，並被林賽研究院接納爲(wèi)院士。當(dāng)時(shí)耶穌會(huì)的神父?jìng)兂姓J(rèn)他的觀(guān)測(cè)事實(shí)，只是不同意他的說(shuō)法。這年5月，在羅馬大學(xué)的大會(huì)上，幾個(gè)高職位的神父公開(kāi)宣佈了伽利略的天文學(xué)成就。
同年，他觀(guān)察到太陽(yáng)黑子及其運(yùn)動(dòng)，對(duì)比黑子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和圓運(yùn)動(dòng)的投影原理，論證了太陽(yáng)黑子是在太陽(yáng)表面上；他還發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)有自轉(zhuǎn)。1613年他發(fā)表了3篇討論太陽(yáng)黑子問(wèn)題的通信稿。另外，1612年他又出版了《水中浮體對(duì)話(huà)集》一書(shū)。
1615年，一詭詐的教士集團(tuán)和教會(huì)中許多與伽利略敵對(duì)的人聯(lián)合攻擊伽利略爲(wèi)哥白尼學(xué)說(shuō)辯護(hù)的論點(diǎn)，控告他違反基督教義。他聞?dòng)嶀幔妒悄甓谌稳チ_馬，力圖挽回自己的聲譽(yù)，企求教廷不因自己保持哥白尼觀(guān)點(diǎn)而受到懲處，也不公開(kāi)壓制他宣傳哥白尼學(xué)說(shuō)，教廷默認(rèn)了前一要求，但拒絕了後者。教皇保羅五世在1616年下達(dá)了著名的“1616年禁令”，禁止他以口頭的或文字的形式保持、傳授或捍衛(wèi)日心說(shuō)。
1624年，他第四次去羅馬，希望故友新任教皇烏爾邦八世能夠同情並理解他的意願(yuàn)，以維護(hù)新興科學(xué)的生機(jī)。他先後謁見(jiàn)6次，力圖說(shuō)明日心說(shuō)可以與基督教教義相協(xié)調(diào)，說(shuō)“聖經(jīng)是教人如何進(jìn)天國(guó)，而不是教人知道天體是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的”；並且試圖以此說(shuō)服一些大主教，但毫無(wú)效果。烏爾邦八世堅(jiān)持“1616年禁令”不變；只允許他寫(xiě)一部同時(shí)介紹日心說(shuō)和地心說(shuō)的書(shū)，但對(duì)兩種學(xué)說(shuō)的態(tài)度不得有所偏倚，而且都要寫(xiě)成數(shù)學(xué)假設(shè)性的。在這辛勤奔波的一年裡，他研製成了一臺(tái)顯微鏡，“可將蒼蠅放大成母雞一般”。
此後6年間，他撰寫(xiě)了《關(guān)於托勒密和哥白尼兩大世界體系對(duì)話(huà)》一書(shū).1630年他第5次到羅馬，取得了此書(shū)的“出版許可證”。此書(shū)終於在1632年出版了。此書(shū)在表面上保持中立，但實(shí)際上卻爲(wèi)哥白尼體系辯護(hù)，並多處對(duì)教皇和主教隱含嘲諷，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了僅以數(shù)學(xué)假設(shè)進(jìn)行討論的範(fàn)圍。全書(shū)筆調(diào)詼諧，在意大利文學(xué)史上列爲(wèi)文學(xué)名著。
《對(duì)話(huà)》出版後6個(gè)月，羅馬教廷便勒令停止出售，認(rèn)爲(wèi)作者公然違背“1616年禁令”，問(wèn)題嚴(yán)重，亟待審查。原來(lái)有人在教皇烏爾邦八世面前挑撥說(shuō)伽利略在《對(duì)話(huà)》中，借頭腦簡(jiǎn)單、思想守舊的辛普利邱之口以教皇慣用辭句，發(fā)表了一些可笑的錯(cuò)誤言論，使他大爲(wèi)震怒。曾支持他當(dāng)上教皇的集團(tuán)激烈地主張要嚴(yán)懲伽利略，而神聖羅馬帝國(guó)和西班牙王國(guó)認(rèn)爲(wèi)如縱容伽利略會(huì)對(duì)各國(guó)國(guó)內(nèi)的異端思想產(chǎn)生重大影響，提出聯(lián)合警告。在這些內(nèi)外壓力和挑撥下，教皇便不顧舊交，於這年秋髮出要伽利略到羅馬宗教裁判所受審的指令。
年近七旬而又體弱多病的伽利略被迫在寒冬季節(jié)抱病前往羅馬，在嚴(yán)刑威脅下被審訊了三次，根本不容審辯。幾經(jīng)折磨，終於在1633年6月22日在聖瑪麗亞修女院的大廳上由10名樞機(jī)主教聯(lián)席宣判，主要罪名是違背“1616年禁令”和聖經(jīng)教義。伽利略被迫跪在冰冷的石板地上，在教廷已寫(xiě)好的“悔過(guò)書(shū)”上簽字。主審官宣佈：判處伽利略終身監(jiān)禁；《對(duì)話(huà)》必須焚絕，並且禁止出版或重印他的其他著作。此判決書(shū)立即通報(bào)整個(gè)天主教世界，凡是設(shè)有大學(xué)的城市均須聚衆(zhòng)宣讀，藉此以一儆百。
伽利略既是勤奮的科學(xué)家，又是虔誠(chéng)的天主教徒，深信科學(xué)家的任務(wù)是探索自然規(guī)律，而教會(huì)的職能是管理人們的靈魂，不應(yīng)互相侵犯。所以他受審之前不想逃脫，受審之時(shí)也不公開(kāi)反抗，而是始終服從教廷的處置。他認(rèn)爲(wèi)教廷在神學(xué)範(fàn)圍之外行使權(quán)力極不明智，但只能私下有所不滿(mǎn)。顯然，G.布魯諾的被處火刑和T.康帕內(nèi)拉的被長(zhǎng)期打入死牢，這兩位意大利傑出的哲學(xué)家的遭遇，給他精神上投下了可怕的陰影。
宗教裁判所的判決隨後又改爲(wèi)在家軟禁，指定由他的學(xué)生和故友A.皮柯羅米尼大主教在錫耶納的私宅中看管他，規(guī)定禁止會(huì)客，每天書(shū)寫(xiě)材料均需上繳等。在皮柯羅米尼的精心護(hù)理和鼓勵(lì)下，伽利略重行振作起來(lái)，接受皮柯羅米尼的建議繼續(xù)研究無(wú)爭(zhēng)議的物理學(xué)問(wèn)題。於是他仍用《對(duì)話(huà)》中的三個(gè)對(duì)話(huà)人物，以對(duì)話(huà)體裁，和較樸素的文筆，將他最成熟的科學(xué)思想和研究成果撰寫(xiě)成《關(guān)於兩門(mén)新科學(xué)的對(duì)話(huà)與數(shù)學(xué)證明對(duì)話(huà)集》。兩門(mén)新科學(xué)是指材料力學(xué)（見(jiàn)彈性力學(xué)）和動(dòng)力學(xué)。這部書(shū)稿1636年就已完成，由於教會(huì)禁止出版他的任何著作，他只好託一位威尼斯友人秘密攜出國(guó)境，1638年在荷蘭萊頓出版。
伽利略在皮柯羅米尼家中剛過(guò)了5個(gè)月，便有人寫(xiě)匿名信向教廷控告皮柯羅米尼厚待伽利略。教廷乃勒令伽利略於當(dāng)年12月遷往佛羅倫薩附近的阿切特里他自己的故居，由他的大女兒維姬尼亞照料，禁例依舊。她對(duì)父親照料妥貼，但4個(gè)月後竟先於父親病故。
伽利略多次要求外出治病，均未獲準(zhǔn)。1637年雙目失明。次年才獲準(zhǔn)住在其子家中。在這期間探望他的除托斯卡納大公外，還有英國(guó)著名詩(shī)人、政論家J.彌爾頓和法國(guó)科學(xué)家、哲學(xué)家P.伽桑迪。他的學(xué)生和老友B.卡斯泰裡還和他討論過(guò)利用木衛(wèi)星計(jì)算地面經(jīng)度的問(wèn)題。這時(shí)教廷對(duì)他的限制和監(jiān)視已明顯放鬆了。
1639年夏，伽利略獲準(zhǔn)接受聰慧好學(xué)的18歲青年V.維維亞尼爲(wèi)他的最後一名學(xué)生，並可在他身邊照料，這位青年使他非常滿(mǎn)意。1641年10月卡斯泰裡又介紹自己的學(xué)生和過(guò)去的秘書(shū)E.托裡拆利前往陪伴。他們和這位雙目失明的老科學(xué)家共同討論如何應(yīng)用擺的等時(shí)性設(shè)計(jì)機(jī)械鐘，還討論過(guò)碰撞理論、月球的天平動(dòng)、大氣壓下礦井水柱高度等問(wèn)題，因此，直到臨終前他仍在從事科學(xué)研究。
伽利略於1642年1月8日病逝，葬儀草率簡(jiǎn)陋，直到下一世紀(jì)，遺骨才遷到家鄉(xiāng)的大教堂。
科學(xué)的不斷髮展，迫使羅馬教廷不得不在1757年宣佈解除對(duì)哥白尼《天體運(yùn)行論》的禁令；1882年羅馬教皇又無(wú)可奈何地承認(rèn)了日心學(xué)說(shuō)。1979年11月10日，梵蒂岡教皇J.保羅二世代表羅馬教廷爲(wèi)伽利略公開(kāi)平反昭雪，認(rèn)爲(wèi)教廷在300多年前迫害他是嚴(yán)重的錯(cuò)誤。這表明朝廷最終承認(rèn)了伽利略的主張——宗教不應(yīng)該干預(yù)科學(xué)。
伽利略是第一個(gè)把實(shí)驗(yàn)引進(jìn)力學(xué)的科學(xué)家，他利用實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)相結(jié)合的方法確定了一些重要的力學(xué)定律。1582年前後，他經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的實(shí)驗(yàn)觀(guān)察和數(shù)學(xué)推算，得到了擺的等時(shí)性定律。接著在1585年因家庭經(jīng)濟(jì)困難輟學(xué)。離開(kāi)比薩大學(xué)期間，他深入研究古希臘學(xué)者歐幾里得、阿基米德等人的著作。他根據(jù)槓桿原理和浮力原理寫(xiě)出了第一篇題爲(wèi)《天平》的論文。不久又寫(xiě)了論文《論重力》，第一次揭示了重力和重心的實(shí)質(zhì)並給出準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)表達(dá)式，因此聲名大振。與此同時(shí)，他對(duì)亞里士多德的許多觀(guān)點(diǎn)提出質(zhì)疑。
在1589～1591年間，伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)作了細(xì)緻的觀(guān)察。從實(shí)驗(yàn)和理論上否定了統(tǒng)治千餘年的亞里士多德關(guān)於“落體運(yùn)動(dòng)法則”確立了正確的“自由落體定律”，即在忽略空氣阻力條件下，重量不同的球在下落時(shí)同時(shí)落地，下落的速度與重量無(wú)關(guān)。根據(jù)伽利略晚年的學(xué)生V.維維亞尼的記載，落體實(shí)驗(yàn)是在比薩斜塔上公開(kāi)進(jìn)行的：1589年某一天，伽利略將一個(gè)重10磅，一個(gè)重1磅的鐵球同時(shí)拋下，幾乎同時(shí)落地，在場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)者個(gè)個(gè)目瞪口呆，在大笑中聳聳肩走了。但在伽利略的著作中並未明確說(shuō)明實(shí)驗(yàn)是在比薩斜塔上進(jìn)行的。因此近年來(lái)對(duì)此存在爭(zhēng)議。
伽利略對(duì)運(yùn)動(dòng)基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了詳盡研究並給出了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)表達(dá)式。尤其是加速度概念的提出，在力學(xué)史上是一個(gè)里程碑。有了加速度的概念，力學(xué)中的動(dòng)力學(xué)部分才能建立在科學(xué)基礎(chǔ)之上，而在伽利略之前，只有靜力學(xué)部分有定量的描述。
伽利略曾非正式地提出過(guò)慣性定律（見(jiàn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律）和外力作用下物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這爲(wèi)牛頓正式提出運(yùn)動(dòng)第一、第二定律奠定了基礎(chǔ)。在經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立上，伽利略可說(shuō)是牛頓的先驅(qū)。
伽利略還提出過(guò)合力定律，拋射體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，並確立了伽利略相對(duì)性原理. 伽利略在力學(xué)方面的貢獻(xiàn)是多方面的。這在他晚年寫(xiě)出的力學(xué)著作《關(guān)於兩門(mén)新科學(xué)的談話(huà)和數(shù)學(xué)證明》中有詳細(xì)的描述。在這本不朽著作中，除動(dòng)力學(xué)外，還有不少關(guān)於材料力學(xué)的內(nèi)容。例如，他闡述了關(guān)於樑的彎曲試驗(yàn)和理論分析，正確地?cái)喽诺目箯澞芰蛶缀纬叽绲牧W(xué)相似關(guān)係。他指出，對(duì)長(zhǎng)度相似的圓柱形樑，抗彎力矩和半徑立方成比例。他還分析過(guò)受集中載荷的簡(jiǎn)支樑，正確指出最大彎矩在載荷下，且與它到兩支點(diǎn)的距離之積成比例。伽利略還對(duì)樑彎曲理論用於實(shí)踐所應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了分析，指出工程結(jié)構(gòu)的尺寸不能過(guò)大，因爲(wèi)它們會(huì)在自身重量作用下發(fā)生破壞。他根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出，動(dòng)物形體尺寸減小時(shí)，軀體的強(qiáng)度並不按比例減小。他說(shuō)：“一隻小狗也許可以在它背上馱兩三隻同樣大小的狗，但我相信一匹馬也許連一匹和它同樣大小的馬也馱不起。”
他是利用望遠(yuǎn)鏡觀(guān)測(cè)天體取得大量成果的第一位科學(xué)家。這些成果包括：發(fā)現(xiàn)月球表面凹凸不平，木星有四個(gè)衛(wèi)星（現(xiàn)稱(chēng)伽利略衛(wèi)星），太陽(yáng)黑子和太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)，金星、木星的盈虧現(xiàn)象以及銀河由無(wú)數(shù)恆星組成等。他用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了哥白尼的“地動(dòng)說(shuō)”，徹底否定了統(tǒng)治千餘年的亞里士多德和托勒密的“天動(dòng)說(shuō)”。
他一生堅(jiān)持與唯心論和教會(huì)的經(jīng)院哲學(xué)作鬥爭(zhēng)，主張用具體的實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)自然規(guī)律，認(rèn)爲(wèi)實(shí)驗(yàn)是理論知識(shí)的源泉。他不承認(rèn)世界上有絕對(duì)真理和掌握真理的絕對(duì)權(quán)威，反對(duì)盲目迷信。他承認(rèn)物質(zhì)的客觀(guān)性、多樣性和宇宙的無(wú)限性，這些觀(guān)點(diǎn)對(duì)發(fā)展唯物主義的哲學(xué)具有重要的意義。但由於歷史的侷限性，他強(qiáng)調(diào)只有可歸納爲(wèi)數(shù)量特徵的物質(zhì)屬性纔是客觀(guān)存在的。
伽利略因爲(wèi)支持日心說(shuō)入獄後，“放棄”了日心說(shuō)，他說(shuō)，"考慮到種種阻礙，兩點(diǎn)之間最短的不一定是直線(xiàn)"，正是因爲(wèi)他有這樣的思想，暫時(shí)的放棄換得永遠(yuǎn)的支持，沒(méi)有像布魯諾那樣去爲(wèi)科學(xué)的真理而犧牲，但卻可以爲(wèi)科學(xué)繼續(xù)貢獻(xiàn)自己的力量。
最早的溫度計(jì)是在1593年由意大利科學(xué)家伽利略（1564～1642）發(fā)明的。他的第一隻溫度計(jì)是一根一端敞口的玻璃管，另一端帶有核桃大的玻璃泡。使用時(shí)先給玻璃泡加熱，然後把玻璃管插入水中。隨著溫度的變化，玻璃管中的水面就會(huì)上下移動(dòng)，根據(jù)移動(dòng)的多少就可以判定溫度的變化和溫度的高低。溫度計(jì)有熱脹冷縮的作用所以這種溫度計(jì)，受外界大氣壓強(qiáng)等環(huán)境因素的影響較大，所以測(cè)量誤差較大。後來(lái)伽利略的學(xué)生和其他科學(xué)家，在這個(gè)基礎(chǔ)上反覆改進(jìn)，如把玻璃管倒過(guò)來(lái)，把液體放在管內(nèi)，把玻璃管封閉等。
在發(fā)現(xiàn)慣性定律的基礎(chǔ)上，伽利略提出了相對(duì)性原理：力學(xué)規(guī)律在所有慣性座標(biāo)系中是等價(jià)的。力學(xué)過(guò)程對(duì)於靜止的慣性系和運(yùn)動(dòng)的慣性系是完全相同的。可以換句話(huà)說(shuō)，在一系統(tǒng)內(nèi)部所作任何力學(xué)的實(shí)驗(yàn)都不能夠決定一慣性系統(tǒng)是在靜止?fàn)顟B(tài)還是在作等速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。伽利略在《對(duì)話(huà)》中寫(xiě)道：當(dāng)你在密閉的運(yùn)動(dòng)著的船艙裡觀(guān)察力學(xué)過(guò)程時(shí)，“只要運(yùn)動(dòng)是勻速的，決不忽左忽右擺動(dòng)，你將發(fā)現(xiàn)，所有上述現(xiàn)象絲毫沒(méi)有變化，你也無(wú)法從其中任何一個(gè)現(xiàn)象來(lái)確定，船是在運(yùn)動(dòng)還是停著不動(dòng)。即使船運(yùn)動(dòng)得相當(dāng)快，在跳躍時(shí)，你將和以前一樣，在船底板上跳過(guò)相同的距離，你跳向船尾也不會(huì)比跳向船頭來(lái)得遠(yuǎn)，雖然你跳到空中時(shí)，腳下的船底板向著你跳的相反方向移動(dòng)。
你把不論什麼東西扔給你的同伴時(shí)，不論他是在船頭還是在船尾，只要你自己站在對(duì)面，你也並不需要用更多的力。水滴將象先前一樣，垂直滴進(jìn)下面的罐子，一滴也不會(huì)滴向船尾，雖然水滴在空中時(shí)，船已行使了許多拃。魚(yú)在水中游向水碗前部所用的力，不比遊向水碗後部來(lái)得大；它們一樣悠閒地遊向放在水碗邊緣任何地方的食餌。最後，蝴蝶和蒼蠅將繼續(xù)隨便地到處飛行，它們也決不會(huì)向船尾集中，並不因爲(wèi)它們可能長(zhǎng)時(shí)間留在空中，脫離了船的運(yùn)動(dòng)，爲(wèi)趕上船的運(yùn)動(dòng)顯出累的樣子。如果點(diǎn)香冒煙，則將看到煙象一朵雲(yún)一樣向上升起，不向任何一邊移動(dòng)。
所有這些一致的現(xiàn)象，其原因在於船的運(yùn)動(dòng)是船上一切事物所共有的，也是空氣所共有的。”相對(duì)性原理是伽利略爲(wèi)了答覆地心說(shuō)對(duì)哥白尼體系的責(zé)難而提出的。這個(gè)原理的意義遠(yuǎn)不止此，它第一次提出慣性參照系的概念，這一原理被愛(ài)因斯坦稱(chēng)爲(wèi)伽利略相對(duì)性原理，是狹義相對(duì)論的先導(dǎo)。
伽利略在帕多瓦大學(xué)工作的18年間，最初把主要精力放在他一直感興趣的力學(xué)研究方面，他發(fā)現(xiàn)了物理上重要的現(xiàn)象——物體運(yùn)動(dòng)的慣性；做過(guò)有名的斜面實(shí)踐，總結(jié)了物體下落的距離與所經(jīng)過(guò)的時(shí)間之間的數(shù)量關(guān)係；他還研究了炮彈的運(yùn)動(dòng)，奠定了拋物線(xiàn)理論的基礎(chǔ)；關(guān)於加速度這個(gè)概念，也是他第一個(gè)明確提出的：甚至爲(wèi)了測(cè)量病人發(fā)燒時(shí)體溫的升高，這位著名的物理學(xué)家還在1593年發(fā)明了第一支空氣溫度計(jì)……但是，一個(gè)偶然的事件，使伽利略改變了研究方向。他從力學(xué)和物理學(xué)的研究轉(zhuǎn)向廣漠無(wú)垠的茫茫太空了。
那是1609年6月，伽利略聽(tīng)到一個(gè)消息，說(shuō)是荷蘭有個(gè)眼鏡商人利帕希在一偶爾的發(fā)現(xiàn)中，用一種鏡片看見(jiàn)了遠(yuǎn)處肉眼看不見(jiàn)的東西。“這難道不正是我需要的千里眼嗎？”伽利略非常高興。不久，伽利略的一個(gè)學(xué)生從巴黎來(lái)信，進(jìn)一步證實(shí)這個(gè)消息的準(zhǔn)確性，信中說(shuō)盡管不知道利帕希是怎樣做的，但是這個(gè)眼鏡商人肯定是製造了一個(gè)鏡管，用它可以使物體放大許多倍。
“鏡管！”伽利略把來(lái)信翻來(lái)覆去看了好幾遍，急忙跑進(jìn)他的實(shí)驗(yàn)室。他找來(lái)紙和鵝管筆，開(kāi)始畫(huà)出一張又一張透鏡成像的示意圖。伽利略由鏡管這個(gè)提示受到啓發(fā)，看來(lái)鏡管能夠放大物體的秘密在於選擇怎樣的透鏡，特別是凸透鏡和凹透鏡如何搭配。他找來(lái)有關(guān)透鏡的資料，不停地進(jìn)行計(jì)算，忘記了暮色爬上窗戶(hù)，也忘記了曙光是怎樣射進(jìn)房間。
整整一個(gè)通宵，伽利略終於明白，把凸透鏡和凹透鏡放在一個(gè)適當(dāng)?shù)木嚯x，就像那個(gè)荷蘭人看見(jiàn)的那樣，遙遠(yuǎn)的肉眼看不見(jiàn)的物體經(jīng)過(guò)放大也能看清了。
伽利略非常高興。他顧不上休息，立即動(dòng)手磨製鏡片，這是一項(xiàng)很費(fèi)時(shí)間又需要細(xì)心的活兒。他一連幹了好幾天，磨製出一對(duì)對(duì)凸透鏡和凹透鏡，然後又製作了一個(gè)精巧的可以滑動(dòng)的雙層金屬管。現(xiàn)在，該試驗(yàn)一下他的發(fā)明了。
伽利略小心翼翼地把一片大一點(diǎn)的凸透鏡安在管子的一端，另一端安上一片小一點(diǎn)的凹透鏡，然後把管子對(duì)著窗外。當(dāng)他從凹透鏡的一端望去時(shí)，奇蹟出現(xiàn)了，那遠(yuǎn)處的教堂彷彿近在眼前，可以清晰地看見(jiàn)鐘樓上的十字架，甚至連一隻在十字架上落腳的鴿子也看得非常逼真。
伽利略製成望遠(yuǎn)鏡的消息馬上傳開(kāi)了。“我製成望遠(yuǎn)鏡的消息傳到威尼斯”，在一封寫(xiě)給妹夫的信裡，伽利略寫(xiě)道：“一星期之後，就命我把望遠(yuǎn)鏡呈獻(xiàn)給議長(zhǎng)和議員們觀(guān)看，他們感到非常驚奇。紳士和議員們，雖然年紀(jì)很大了，但都按次序登上威尼斯的最高鐘樓，眺望遠(yuǎn)在港外的船隻，看得都很清楚；如果沒(méi)有我的望遠(yuǎn)鏡，就是眺望兩個(gè)小時(shí)，也看不見(jiàn)。這儀器的效用可使50英里的以外的物體，看起來(lái)就像在5英里以?xún)?nèi)那樣。”
伽利略發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，放大率提高到30倍以上，能把實(shí)物放大1000倍。現(xiàn)在，他猶如有了千里眼，可以窺探宇宙的秘密了。
這是天文學(xué)研究中具有劃時(shí)代意義的一次革命，幾千年來(lái)天文學(xué)家單靠肉眼觀(guān)察日月星辰的時(shí)代結(jié)束了，代之而起的是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，有了這種有力的武器，近代天文學(xué)的大門(mén)被打開(kāi)了。
現(xiàn)在，每當(dāng)星光燦爛或是皓月當(dāng)空的夜晚，伽利略便把他的望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)深邃遙遠(yuǎn)的蒼穹，不顧疲勞和寒冷，夜復(fù)一夜地觀(guān)察著。
過(guò)去，人們一直以爲(wèi)月亮是個(gè)光滑的天體，像太陽(yáng)一樣自身發(fā)光。但是伽利略透過(guò)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，月亮和我們生存的地球一樣，有高峻的山脈，也有低凹的窪地 （當(dāng)時(shí)伽利略稱(chēng)它是“海”）。他還從月亮上亮的和暗的部分的移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)了月亮自身並不能發(fā)光，月亮的光是透過(guò)太陽(yáng)得來(lái)的。
伽利略又把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)橫貫天穹的銀河，以前人們一直認(rèn)爲(wèi)銀河是地球上的水蒸汽凝成的白霧，亞里士多德就是這樣認(rèn)爲(wèi)的。伽利略決定用望遠(yuǎn)鏡檢驗(yàn)這一說(shuō)法是否正確。他用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)夜空中霧濛濛的光帶，不禁大吃一驚，原來(lái)那根本不是雲(yún)霧，而是千千萬(wàn)萬(wàn)顆星星聚集一起。伽利略還觀(guān)察了天空中的斑斑雲(yún)彩——即通常所說(shuō)的星團(tuán)，發(fā)現(xiàn)星團(tuán)也是很多星體聚集一起，像獵戶(hù)座星團(tuán)、金牛座的昂星團(tuán)、蜂巢星團(tuán)都是如此。
伽利略的望遠(yuǎn)鏡揭開(kāi)了一個(gè)又一個(gè)宇宙的秘密，他發(fā)現(xiàn)了木星周?chē)h(huán)繞著它運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，還計(jì)算了它們的運(yùn)行週期。現(xiàn)在我們知道，木星共有 16顆衛(wèi)星，伽利略所發(fā)現(xiàn)的是其中最大的四顆。除此之外，伽利略還用望遠(yuǎn)鏡觀(guān)察到太陽(yáng)的黑子，他通過(guò)黑子的移動(dòng)現(xiàn)象推斷，太陽(yáng)也是在轉(zhuǎn)動(dòng)的。
一個(gè)又一個(gè)振奮人心的發(fā)現(xiàn)，促使伽利略動(dòng)筆寫(xiě)一本最新的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)的書(shū)，他要向全世界公佈他的觀(guān)測(cè)結(jié)果。1610年3月，伽利略的著作《星際使者》在威尼斯出版，立即在歐洲引起轟動(dòng)。
但是，他沒(méi)有想到，望遠(yuǎn)鏡揭開(kāi)的宇宙的秘密大大觸怒了很多人，一場(chǎng)可怕的厄運(yùn)即將降臨在這位傑出的科學(xué)家的頭上。
他從阿基米德檢驗(yàn)國(guó)王皇冠的實(shí)驗(yàn)中受到啓發(fā)，一面重複這個(gè)實(shí)驗(yàn)，一面想到這種方法的用途。當(dāng)時(shí)歐洲各國(guó)的航海事業(yè)正在興起，航海業(yè)帶動(dòng)了造船業(yè)和機(jī)械製造，採(cǎi)礦、冶金的發(fā)展，反過(guò)來(lái)又向科學(xué)技術(shù)提出許多新的問(wèn)題。伽利略於是把他的注意力轉(zhuǎn)向合金的物理和力學(xué)性質(zhì)的研究，不久，他通過(guò)測(cè)定物體在水中的重量發(fā)現(xiàn)，物體投入水中減輕的重量，剛好等於它排開(kāi)的水的重量。在這個(gè)重大發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，伽利略發(fā)明了一種比重秤，可以很方便地測(cè)定各種合金的比重。他還寫(xiě)了一篇論文，詳細(xì)地介紹了比重秤的構(gòu)造原理和使用方法。這件事，很快就在佛羅倫薩和其他城市傳開(kāi)了。
1589年夏天，在佛羅倫薩的店鋪裡度過(guò)了4年自學(xué)生活的伽利略，由於得到宮廷數(shù)學(xué)家瑪竇·利奇的鼓勵(lì)，特別是貴族蓋特保圖侯爵的推薦，他終於獲得了比薩大學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)教授的職位。這時(shí)，他只有25歲。
現(xiàn)在，伽利略可以不必爲(wèi)生活發(fā)愁了，雖然工資不高，但是他可以在完成日常教學(xué)之外，專(zhuān)心從事他嚮往的科學(xué)研究。就在這不久，伽利略進(jìn)行了本文一開(kāi)頭介紹的自由落體實(shí)驗(yàn)，他在比薩斜塔上扔下的鐵球（後來(lái)經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖C明，伽利略並沒(méi)有來(lái)比薩斜塔上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)），不僅證明了不同重量的物體由同一高度下落時(shí)速度是相同的，更重要的是，這個(gè)大膽的結(jié)論推翻了亞里士多德的權(quán)威結(jié)論。在那些思想保守、頭腦僵化的人眼裡，這個(gè)舉動(dòng)無(wú)異於挖了他們的祖墳，亞里士多德的信徒們與伽利略開(kāi)始勢(shì)不兩立了。在比薩大學(xué)呆了一個(gè)學(xué)期，伽利略又失去了職位。
原因是他得罪了一個(gè)大公爵的親戚喬範(fàn)尼。這個(gè)喬範(fàn)尼是個(gè)不學(xué)無(wú)術(shù)的人，他聲稱(chēng)發(fā)明了一臺(tái)挖泥船，假惺惺地跑來(lái)徵求伽利略的意見(jiàn)。當(dāng)伽利略仔細(xì)觀(guān)察了挖泥船的模型後，直言不諱地告訴他，設(shè)計(jì)不合科學(xué)原理，根本不能使用。喬範(fàn)尼碰了一鼻子灰，不但不接受伽利略的意見(jiàn)，反而固執(zhí)地堅(jiān)持下水實(shí)驗(yàn)，結(jié)果船沉了。事實(shí)證明伽利略的判斷是完全正確的，但惱怒的喬範(fàn)尼反而遷怒於伽利略，散佈流言蜚語(yǔ)，攻擊他是“陰險(xiǎn)的人”。那些早就心懷不滿(mǎn)的亞里士多德的信徒，乘機(jī)對(duì)他大肆攻擊，一時(shí)間鬧得滿(mǎn)城風(fēng)雨。在這種氣氛中，伽利略無(wú)法在比薩大學(xué)呆下去了。
伽利略再一次求助於蓋特保圖侯爵。這位珍惜人才的貴族再一次伸出友誼的手，他運(yùn)用自己的影響，把伽利略推薦給帕多瓦大學(xué)，帕多瓦是意大利北部一個(gè)學(xué)術(shù)空氣濃厚的小城，距離美麗的海濱城市威尼斯不遠(yuǎn)，屬於威尼斯共和國(guó)管轄。1592年，28歲的伽利略被任命爲(wèi)帕多瓦大學(xué)的數(shù)學(xué)、科學(xué)和天文學(xué)教授。
從此，伽利略迎來(lái)了一生中的黃金時(shí)代。
之後， 伽利略在佛羅倫薩的宮廷裡繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)研究，但是他的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)以及他的天文學(xué)著作明顯的體現(xiàn)出了哥白尼日心說(shuō)的觀(guān)點(diǎn)。因此，伽利略開(kāi)始受到教會(huì)的注意。1616年開(kāi)始，伽利略開(kāi)始受到羅馬宗教裁判所長(zhǎng)達(dá)二十多年的殘酷迫害。
伽利略的晚年生活非常悲慘，照料他的女兒賽麗斯特竟然先於他離開(kāi)人世。失去愛(ài)女的過(guò)分悲傷，使伽利略雙目失明。即使在這樣的條件下，他依然沒(méi)有放棄自己的科學(xué)研究工作。
1642年1月8日，凌晨4時(shí)，爲(wèi)科學(xué)、爲(wèi)真理奮鬥一生的戰(zhàn)士，科學(xué)巨人——伽利略離開(kāi)了人世，享年78歲。在他離開(kāi)人世的前夕，他還重複著這樣一句話(huà)：“追求科學(xué)需要特殊的勇氣。”
1615年冬季的一天，天氣寒冷異常，天空籠罩著陰沉的烏雲(yún)，伽利略孤身一人來(lái)到羅馬。5年前的1610年，伽利略告別了帕多瓦大學(xué)，回到佛羅倫薩，擔(dān)任了託斯坎尼公國(guó)的宮廷數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家，兼任比薩大學(xué)的數(shù)學(xué)教授。也就在這年，他曾經(jīng)訪(fǎng)問(wèn)過(guò)羅馬，受到熱情的接待和規(guī)格很高的禮遇。他在天文學(xué)上一系列新發(fā)現(xiàn)和望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明，受到羅馬教皇保羅五世的重視，羅馬的貴族和科學(xué)家也以結(jié)識(shí)他而感到榮耀。可是，僅僅事隔5年，羅馬的臉孔完全變了，沒(méi)有鮮花和笑臉，到處是冷漠的沒(méi)有表情的面孔，連熟悉的人也像躲避瘟疫似地離他遠(yuǎn)遠(yuǎn)的。
發(fā)生了什麼事情？原來(lái)這一次，伽利略的名字上了羅馬宗教裁判所的黑名單，他是被臭名昭著的宗教裁判所傳訊到羅馬來(lái)接受對(duì)他的審訊的。
伽利略犯了什麼罪呢？這話(huà)要從頭說(shuō)起。
15、16世紀(jì)的歐洲，正是封建社會(huì)向資本主義社會(huì)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期。長(zhǎng)期以來(lái)，爲(wèi)了鞏固封建統(tǒng)治的秩序，神權(quán)統(tǒng)治的歐洲，用神學(xué)代替了科學(xué)，用野蠻代替了自由。神學(xué)家們荒誕地宣稱(chēng)，宇宙是一個(gè)充滿(mǎn)“各種等級(jí)的天使和一個(gè)套著的水晶球”，而靜止不動(dòng)的地球就居於這些水晶球的中心。他們推崇古希臘天文學(xué)家托勒密的“地球是宇宙中心”的學(xué)說(shuō)，因爲(wèi)在神學(xué)家看來(lái)，太陽(yáng)是圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的，因爲(wèi)上帝創(chuàng)造太陽(yáng)的目的，就是要照亮地球，施恩於人類(lèi)。這是永恆不變、顛撲不破的真理。
爲(wèi)了維護(hù)這個(gè)荒謬的理論，天主教會(huì)的宗教裁判所不惜用恐怖的暴力對(duì)付一切敢於提出異議的人們。1327年，意大利天文學(xué)家採(cǎi)科·達(dá)斯科裡活活被燒死，他的罪名只不過(guò)說(shuō)了地球是球狀，在另一個(gè)半球上也有人類(lèi)居住，卻慘遭迫害。1600年2月17日，意大利哲學(xué)家布魯諾，在羅馬百花廣場(chǎng)被活活燒死，也是因爲(wèi)他到處宣傳了哥白尼的學(xué)說(shuō)，動(dòng)搖了地球中心說(shuō)。
伽利略是布魯諾的同時(shí)代人，早在帕多瓦大學(xué)執(zhí)教時(shí)，他就讀過(guò)哥白尼的著作《試論天球運(yùn)行的假說(shuō)》（又名：<<天球運(yùn)行論>>）。這位傑出的波蘭天文學(xué)家在這本書(shū)中大膽地提出太陽(yáng)是太陽(yáng)系的中心，地球和其他行星都圍繞著太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的理論，即太陽(yáng)中心說(shuō)，一開(kāi)始就引起伽利略的極大興趣。但是伽利略是個(gè)科學(xué)態(tài)度十分嚴(yán)肅的學(xué)者，他想，過(guò)去都說(shuō)是太陽(yáng)圍著地球運(yùn)轉(zhuǎn)，哥白尼卻提出相反的看法，到底哪一個(gè)正確呢？伽利略沒(méi)有輕率地下結(jié)論，他決定用自己的望遠(yuǎn)鏡來(lái)證實(shí)誰(shuí)是誰(shuí)非。
當(dāng)伽利略的著作《星際使者》出版時(shí)，他已是一個(gè)哥白尼學(xué)說(shuō)堅(jiān)定的支持者了。伽利略通過(guò)自己的觀(guān)測(cè)和研究，逐漸認(rèn)識(shí)到哥白尼的學(xué)說(shuō)是正確的，而托勒密的地球中心說(shuō)是錯(cuò)誤的，亞里士多德的許多觀(guān)點(diǎn)也是站不住腳的。伽利略不僅發(fā)表了批駁亞里士多德的論文，還通過(guò)書(shū)信毫不掩飾地支持哥白尼的學(xué)說(shuō)，甚至把信件的副本直接寄給羅馬教會(huì)。在伽利略看來(lái)，科學(xué)家的良心就是追隨真理。
但是，羅馬教廷是決不會(huì)放過(guò)伽利略的，他們先是對(duì)伽利略發(fā)出措辭嚴(yán)厲的警告，繼而把他召到羅馬進(jìn)行審訊。1616年2月，宗教裁判所宣佈，不許伽利略再宣傳哥白尼的學(xué)說(shuō)，無(wú)論是講課或?qū)懽鳎疾坏迷侔迅绨啄釋W(xué)說(shuō)說(shuō)成是真理。
伽利略不會(huì)忘記，16年前布魯諾就是被這些披著黑色道袍、道貌岸然的上帝的衛(wèi)道士活活燒死的。他如果敢於反抗，下場(chǎng)絕不會(huì)比布魯諾更好。
在教會(huì)的威脅下，伽利略被迫作了放棄哥白尼學(xué)說(shuō)的聲明。他懷著極其痛苦的心情回到佛羅倫薩，在沉默中度過(guò)了好些年。
但是伽利略的內(nèi)心深處並沒(méi)有放棄哥白尼學(xué)說(shuō)，相反，繼續(xù)不斷的觀(guān)測(cè)和深入研究，使他更加堅(jiān)信哥白尼學(xué)說(shuō)是完全正確的科學(xué)理論。在佛羅倫薩郊外的錫尼別墅裡，伽利略過(guò)著與世隔絕的生活，他的身體大不如前，病魔在殘酷地折磨他，但是他依然念念不忘宣傳哥白尼的學(xué)說(shuō)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的醞釀構(gòu)思，用了差不多5年時(shí)間，一部偉大的著作《關(guān)於兩種世界體系的對(duì)話(huà)》終於誕生了。
《關(guān)於兩種世界體系的對(duì)話(huà)》表面上是以三個(gè)人對(duì)話(huà)的形式，客觀(guān)地討論托勒密的地心說(shuō)與哥白尼的日心說(shuō)，對(duì)誰(shuí)是誰(shuí)非進(jìn)行沒(méi)有偏見(jiàn)的探討。但是當(dāng)這本書(shū)好不容易在1632年2月出版時(shí)，細(xì)心的讀者不難看出，這本書(shū)以充分的論據(jù)和大量無(wú)可爭(zhēng)辯的事實(shí)，有力地批判了亞里士多德和托勒密的錯(cuò)誤理論，科學(xué)地論證哥白尼的日心說(shuō)，宣告了宗教神學(xué)的徹底破產(chǎn)。
很快，嗅覺(jué)比獵狗還靈的教會(huì)嗅出了這本書(shū)包含的可怕思想，從字裡行間流露出來(lái)的大膽結(jié)論使神學(xué)家們感到極大恐慌。那些早就對(duì)伽利略心懷不滿(mǎn)的學(xué)術(shù)騙子立即和教會(huì)勾結(jié)，羅織罪名，陰謀策劃，爲(wèi)迫害伽利略大造輿論。
科學(xué)和神學(xué)不可調(diào)和的鬥爭(zhēng)爆發(fā)了。1632年8月，羅馬宗教裁判所下令禁止這本書(shū)出售，並且由羅馬教皇指名組織一個(gè)專(zhuān)門(mén)委員會(huì)對(duì)這本書(shū)進(jìn)行審查。伽利略預(yù)感到大禍臨頭，果然，到了10月，他接到了宗教裁判所要他去羅馬接受審訊的一紙公文。
這時(shí)候的伽利略已是69歲的老人，病魔纏身，行動(dòng)不便，許多關(guān)心他的人到處爲(wèi)他說(shuō)情，但是羅馬教皇惱怒地說(shuō)：“除非證明他不能行動(dòng)，否則在必要時(shí)就給他帶上手銬押來(lái)羅馬！”
就這樣，1633年初，伽利略抱病來(lái)到羅馬。他一到羅馬便失去自由，關(guān)進(jìn)了宗教裁判所的牢獄，並且不準(zhǔn)任何人和他接觸。
人類(lèi)歷史上一次駭人聽(tīng)聞的迫害就這樣開(kāi)始了。在羅馬宗教裁判所充滿(mǎn)血腥和恐怖的法庭上，真理遭到謬誤的否決，科學(xué)受到神權(quán)的審判。那些滿(mǎn)臉殺機(jī)的教會(huì)法官們，用火刑威脅伽利略放棄自己的信仰，否則他們就要對(duì)他處以極刑。
年邁多病的伽利略絕望了，他知道，真理是不可能用暴力撲滅的。儘管他可以聲明放棄哥白尼學(xué)說(shuō)，但是宇宙天體之間的秩序是誰(shuí)也無(wú)法更改的。
在審訊和刑法的折磨下，伽利略被迫在法庭上當(dāng)衆(zhòng)表示懺悔，同意放棄哥白尼學(xué)說(shuō)，並且在判決書(shū)上籤了字。
“爲(wèi)了處分你這樣嚴(yán)重而有害的錯(cuò)誤與罪過(guò)，以及爲(wèi)了你今後更加審慎和給他人做個(gè)榜樣和警告，”穿著黑袍的主審法官當(dāng)衆(zhòng)宣讀了對(duì)伽利略的判決書(shū)，“我們宣佈用公開(kāi)的命令禁止伽利略的《關(guān)於兩種世界體系的對(duì)話(huà)》一書(shū)；判處暫時(shí)正式把你關(guān)入監(jiān)獄內(nèi)，根據(jù)我們的意見(jiàn)，以及使你得救的懺悔，在三年內(nèi)每週讀七個(gè)懺悔的聖歌……”
伽利略的晚年是非常悲慘的。這位開(kāi)拓了人類(lèi)的眼界，揭開(kāi)了宇宙秘密的科學(xué)家，1637年雙目完全失明，陷入無(wú)邊的黑暗之中。他唯一的親人——小女兒瑪俐亞先他離開(kāi)人間，這給他的打擊是很大的。但是，即使這樣，伽利略仍舊沒(méi)有失去探索真理的勇氣。1638年，他的一部《關(guān)於兩門(mén)新科學(xué)的討論》在朋友幫助下得以在荷蘭出版，這本書(shū)是伽利略長(zhǎng)期對(duì)物理學(xué)研究的系統(tǒng)總結(jié)，也是現(xiàn)代物理的第一部偉大著作。後來(lái)，宗教裁判所對(duì)他的監(jiān)視有所放寬，他的幾個(gè)學(xué)生，其中包括著名物理學(xué)家、大氣壓力的發(fā)現(xiàn)者托裡拆利來(lái)到老人身邊，照料他，同時(shí)也是向他請(qǐng)教。他們又可以愉快地在一起討論科學(xué)發(fā)明了。
1642年1月8日，78歲的伽利略停止了呼吸。但是他畢生捍衛(wèi)的真理卻與世長(zhǎng)存。具有諷刺意味的是，300多年後的今天，1979年11月，在世界主教會(huì)議上，羅馬教皇提出重新審理“伽利略案件”。爲(wèi)此，世界著名科學(xué)家組成了一個(gè)審查委員會(huì)，負(fù)責(zé)重新審理這一冤案。其實(shí)，哪裡還用得著審理什麼呢？宇宙飛船在太空飛行，人類(lèi)的足印深深地留在月球的表面，人造衛(wèi)星的上天，宇宙測(cè)探器飛出太陽(yáng)系發(fā)回的電波……所有這些現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類(lèi)將永遠(yuǎn)記住伽利略這個(gè)光輝奪目的名字。
古希臘在物理學(xué)說(shuō)方面有兩大學(xué)派，一派以哲學(xué)家亞里士多德?tīng)?wèi)代表，另一派則以自然科學(xué)家阿基米德?tīng)?wèi)代表。兩人皆是古代希臘蓍名的學(xué)者，但由於兩人的觀(guān)點(diǎn)和方法不同，其科學(xué)結(jié)論也就各異，並形成了鮮明的對(duì)立。亞里士多德學(xué)派的觀(guān)點(diǎn)基本是唯心的，他是憑主觀(guān)思考和純推理方法作結(jié)論的，所以是充斥著謬誤。而阿基米德學(xué)派的觀(guān)點(diǎn)基本是唯物的，他完全依靠靠科學(xué)實(shí)踐方法得出結(jié)論。
然而從11世紀(jì)起，在基督教會(huì)的扶持下，亞里士多德的著作得到了經(jīng)院哲學(xué)家的重視，他們排斥阿基米德的物理學(xué)，把亞里士多德的物理學(xué)奉爲(wèi)經(jīng)典，凡違反亞里士多德物理學(xué)的學(xué)者均被視爲(wèi)“異端邪說(shuō)”。但伽利略卻對(duì)亞里士多德的物理學(xué)抱懷疑態(tài)度，相反他特別重視對(duì)阿基米德物理學(xué)的研究，他重視理論聯(lián)繫實(shí)際，注意觀(guān)察各種自然現(xiàn)象，思考各種問(wèn)題。在伽俐略十八歲那年，一次到比薩教堂去做禮拜，他注意到教堂裡懸掛的那些長(zhǎng)明燈被風(fēng)吹得一左一右有規(guī)律地?cái)[動(dòng)，他按自己脈搏的跳動(dòng)來(lái)計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)它們往復(fù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間總是相等的。就這樣他發(fā)現(xiàn)了擺的等時(shí)性，後來(lái)荷蘭物理學(xué)家惠更斯根據(jù)這個(gè)原理製成掛擺時(shí)鐘，人們稱(chēng)之爲(wèi)"伽利略鍾"。
伽利略根據(jù)阿基米德的學(xué)說(shuō)，作了迅速確定合金成分的流體靜力天平的研究，發(fā)明了可以測(cè)定物質(zhì)密度的"小天平"，寫(xiě)出了名爲(wèi)《小天平》的論文。後來(lái)他又潛心研究了物體重心的幾何學(xué)，於1588年發(fā)表了《固體的重心》的論文，引起學(xué)術(shù)界的注意。第二年，在友人的推薦下，被比薩大學(xué)聘任爲(wèi)數(shù)學(xué)教授。
亞里士多德認(rèn)爲(wèi)兩個(gè)物體以同一高度落下，重的比輕的先著地，但伽利略經(jīng)過(guò)反覆的研究與實(shí)驗(yàn)後，改寫(xiě)了這一結(jié)論：物體下落的快慢與重量無(wú)關(guān)。傳說(shuō)1590年，伽利略在比薩斜塔公開(kāi)做了落體實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了亞里士多德的說(shuō)法是錯(cuò)誤的，使統(tǒng)治人們思想長(zhǎng)達(dá)2000多年的亞里士多德的學(xué)說(shuō)第一次發(fā)生動(dòng)搖。而應(yīng)邀前來(lái)觀(guān)看的一些著名學(xué)者卻否認(rèn)自己親眼見(jiàn)到的一切，他們羣起攻擊伽利略。後來(lái)此傳說(shuō)被證明是不存在的。不過(guò)因爲(wèi)其進(jìn)步思想有違神學(xué)之論，1591年，伽利略被比薩解聘。
從科學(xué)史上看，伽利略並不是落體實(shí)驗(yàn)的首創(chuàng)者，其首創(chuàng)者是比利時(shí)的斯臺(tái)文。但伽利略的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)所造成的影響卻是更爲(wèi)深遠(yuǎn)的。
到了這裡，張藝涵終於看完了這本厚厚的書(shū)，介紹員也正好走了過(guò)來(lái)。