1564年2月15日，伽利略（伽利略家族姓伽利萊（Galilei），他的全名是Galileo Galilei，但現(xiàn)已通行只稱呼他的名Galileo，而不稱呼他的姓，1564～1642，意大利天文學家、物理學家、哲學家，近代實驗科學的先驅(qū)，最早用望遠鏡觀察天體，發(fā)現(xiàn)了鐘擺的等時性原理、落體定律以及木星衛(wèi)星、太陽黑子、土星光環(huán)等，被譽為“近代科學之父”）出生在意大利的比薩城。他父親芬琴齊奧·伽利萊是一位沒落貴族，有很高的文化修養(yǎng)，通曉數(shù)學，精通音樂理論和聲學，著有《音樂對話》一書。受家庭的熏陶，伽利略從小就聰明好學，多才多藝。伽利略1572年開始上學，1574年，隨家遷居佛羅倫薩，1575年進修道院學習。當他滿17歲時，父親就把他送進比薩大學醫(yī)學系，希望他長大之后做一名醫(yī)生。可是他偏愛數(shù)學和物理學，對所學的醫(yī)學課程一點兒也不感興趣。入學不久，他就因愛提各種奇特的問題而聞名。他提的問題，有不少連教師也回答不了，因而不少老師對他很發(fā)怵，不喜歡他。他還敢于和守舊觀點唱反調(diào)，他說：“有的老師說亞里士多德永遠正確，這不對，亞里士多德生活在2000年以前，許多事情到現(xiàn)在已經(jīng)改變了樣。”

比薩城有座教堂，伽利略十分喜歡那里面安靜肅穆的氣氛，他常靜靜地坐在那兒，思考一些問題。

1624年，伽利略又信步來到了教堂。當他剛剛在一條長凳上坐定，一陣風從敞開的窗戶吹了進來。忽然，他注意到屋頂?shù)牡鯚舯淮档幂p輕地左右擺起來。這本來是件平常的事，伽利略卻抬頭看得人了迷。“真奇怪！怎么每次擺動的時間好像都一樣？”他又去推了一下燈，再仔細觀察。一開始燈以一個很大的弧度擺動，但是，弧度變得小些的時候，擺動的速度也會變得慢些。他聯(lián)想起老師說的“脈搏跳的次數(shù)是穩(wěn)定均勻的”這句話，用右手按住左手的脈搏，心中默數(shù)吊燈擺動和脈搏跳動的次數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不論吊燈擺動的弧度多大，每次擺動的時間總是相等。就這樣，伽利略從教堂搖晃的吊燈上得到了靈感，發(fā)現(xiàn)了擺的等時性。

但是伽利略并沒有輕易地下結(jié)論。他想，如果不是自己的感覺欺騙了自己，就是亞里士多德的記述錯了。因為亞里士多德認為擺經(jīng)過一個短弧要比經(jīng)過長弧快些。

回家后，他找來了各種不同重量的物體，在不同長度的繩子上做試驗，想通過這種試驗找到正確的答案。于是，他狂熱地投入到一個又一個的實驗中去，根本不想再去上什么醫(yī)學課了。

為了進一步研究擺的規(guī)律性，他將不同長度的線懸掛在天花板上，下端掛上小球，并測量它們擺動的周期。經(jīng)過多次實驗，他得出結(jié)論：擺的周期跟擺錘的質(zhì)量及材料無關(guān)，而只跟擺長的平方根成正比，這是物理學上一項重大的發(fā)現(xiàn)。伽利略第一次用無可辯駁的事實駁倒了亞里士多德關(guān)于擺的觀點！

在醫(yī)學院的幾年里，盡管他竭力強制自己去實現(xiàn)父親的愿望，成為一名醫(yī)生，但最后他不得不承認自己失敗了。不久，他沒有取得醫(yī)學學位就離開了比薩大學，開始鉆研數(shù)學和物理學。

古希臘數(shù)學家阿基米德有一條關(guān)于杠桿和浮體比重的原理，他認為，將物體放入裝滿水的容器，會有和物體相同體積的水排出來。伽利略認為用這種方法來測量物體的體積，太麻煩了。

1624年，他偶然看到一個小孩拿石頭打水面木板上的青蛙，木板被打中向右傾斜時，青蛙就向左跳；向前傾斜時，它便向后跳。不管木板怎么搖晃，青蛙都不在乎。青蛙懂得保持木板兩邊的平衡。

伽利略終于得到了靈感：重量相同的東西，掛在一根桿子的兩端時，就能保持平衡。若將其中的一方浸入水中時，就無法再保持平衡了……

利用這個原理，伽利略發(fā)明了測定物體的重量和體積的儀器——水秤。而后，他又發(fā)表了以數(shù)學計算見長的論文《固體的重心》，轟動了當時的學術(shù)界。憑借這篇論文，他于1589年被比薩大學聘請為數(shù)學教授。

可是伽利略在比薩大學并不受歡迎，因為他竟然公開站出來向亞里士多德的學說提出挑戰(zhàn)。

亞里士多德認為，不同重量的物體從高處下落時的速度是不一樣的。當時人們都信以為真，但是伽利略對此表示懷疑。他私下做了實驗：把3塊大小不同的石頭，從二樓的窗口拋下去，結(jié)果3塊石頭均同時到達地面。于是他斷定亞里士多德的這個理論是錯誤的。當他把這項實驗的結(jié)果告訴其他教授時，大家都嘲笑他竟敢懷疑“權(quán)威性”的說法。

為了讓學校里的教授和學生相信他的理論，伽利略計劃用比薩斜塔來公開他的實驗。因為這座塔有近60米高，而且是傾斜的，從塔上往下扔東西，可以清楚地看到物體掉落的情形，這是再理想不過的實驗場所了。

1590年，年僅26歲的伽利略在比薩斜塔上進行了落體實驗。他特意邀請了一些大學教授來觀看，許多人也聞訊前來圍觀。這是一個晴朗的中午，伽利略拿著兩個大小不同的鐵球登上塔頂。他在塔上大聲解釋這次實驗的目的：

“在我左手中有一個小鐵球，重量是1磅（0.45公斤），右手中有一個大鐵球重10磅（4.5公斤）。現(xiàn)在，我將要把兩個鐵球同時放下去。事實將證明：到底是亞里士多德的理論正確，還是我的理論正確？”

說完，他叫塔下兩個學生各拿一具計時用的“滴漏計”，準備記錄鐵球掉落到地面的時間。

“準備，一、二、三！”他向下面的人做了一個手勢，隨后雙手一放，兩個鐵球便從斜塔上筆直地落下來。剎那間，兩個鐵球同時到達地面。

伽利略雖然在眾人面前，圓滿地證明了他的“落體原理”，推翻了亞里士多德的錯誤說法，但是，他這種違反傳統(tǒng)的行為，卻受到比薩大學里頭腦陳舊的校長和教授們的抨擊。伽利略憤然辭去了比薩大學的職務。

幸好，伽利略的名聲已經(jīng)傳遍國內(nèi)外，所以不久以后，1591年他就被歐洲著名的帕多瓦大學聘為數(shù)學教授。帕多瓦屬于威尼斯公國，遠離羅馬，不受教廷直接控制，學術(shù)思想比較自由。在那里，伽利略可以自由地開展科學研究。

有一天，伽利略偶然得到一本天文學家哥白尼的著作——《天體運行論》，書上說：“地球不是宇宙的中心，太陽才是中心，月亮、地球和其他的行星，都圍繞著太陽運轉(zhuǎn)。”伽利略深深地——被這個說法震撼住了。因為在這以前的學者，像托勒密、亞里士多德等人，都認為“地球是宇宙的中心，太陽圍繞著地球運轉(zhuǎn)。”而且《圣經(jīng)》上也是這樣說的，因此，誰也不懷疑這樣的說法。但是，這種說法有許多謎無法解開，一直困擾著伽利略，而哥白尼的說法，卻把這些謎團解釋得一清二楚。

此時，德國有位名叫開普勒的天文學家在《新天文學》一書中通過大量的論述，得出結(jié)論說，哥白尼的太陽中心說是正確的。伽利略讀完后，他越研究越傾向哥白尼的學說，希望有一天自己能親自證明哥白尼學說的正確性。

1609年他回到佛羅倫薩，開始廣泛收集了有關(guān)透鏡的材料。他了解到，人們所以看見一個物體，是因為光線從這個物體上射到入們的眼睛里。在光線筆直的路線上，透鏡能使它折射。凸透鏡中間比邊上厚，能使光線向里面折射；凹透鏡正好相反，中間比邊上薄，使光線向外面折射，把凸透鏡和凹透鏡放在一個適當?shù)木嚯x上，能使物體看起來放大。

于是伽利略開始實驗。他先花費很長時間來研究玻璃，一片一片地磨好、擦亮，直到這些玻璃完全符合他的要求為止。他把透鏡做成一對一對的，一片凸透鏡，一片凹透鏡，然后又準備了一個雙層的能滑動的管子。

當他把一頭安裝一片大的凸透鏡，另一頭安裝一片小的凹透鏡的管子對準窗外的建筑物時，他驚訝地發(fā)現(xiàn)，那個建筑物似乎近在眼前，建筑物表面上那被風吹雨淋的道道斑痕都看得一清二楚。再看那稍遠些的教堂上的鐘塔，也是又大又近。成功了，他使物體整整放大了9倍！參議院得知后，隨即決定聘他為帕多瓦大學的終身教授。可是，用它來觀察天體，仍不理想。1609年的整個夏天，他都在制作這種鏡管，進行反復的計算，把透鏡研磨得更加精確，放大的倍數(shù)也越來越大。1610年他又制成了能放大32倍的透鏡。伽利略興奮異常，他給這種全新的儀器取名望遠鏡。

1610年1月6日夜晚，是天文學史上又一個里程碑的日子。這天晚上，伽利略第一次把他的望遠鏡對準夜空。那浩瀚壯觀的天文奇景令他驚愕、著迷。他首先把望遠鏡對準了月亮，銀盤似的月亮頓時變得千瘡百孔。在望遠鏡的鏡片中，月亮的表面既不光滑，也不平整，既有凸起的高山，也有凹陷的深谷。這一發(fā)現(xiàn)，使伽利略興奮得整整觀察了一夜。

此后他又連續(xù)幾夜對月亮進行觀察，還發(fā)現(xiàn)月亮本身并不發(fā)光。因為當月亮只有半邊發(fā)亮時，只要再注意觀察就會發(fā)現(xiàn)，它的另半邊好像不在那里。但如果使用望遠鏡就能看見，它有一團很暗淡的光，好像是另外還有一個不太亮的天體，把光照射到月亮的另一面。

根據(jù)計算伽利略認為，晚上人們之所以能看見月亮，是因為地球被太陽照到的部分，正好面對著月亮。同時，就像月亮把從太陽得到的光反射給地球那樣，地球也把太陽光反射給了月亮，月亮和地球本身都不發(fā)光。月亮在不斷旋轉(zhuǎn)，而且是環(huán)繞著地球。

第二年，伽利略把望遠鏡轉(zhuǎn)向了木星。他發(fā)現(xiàn)木星附近有3顆明亮的小星星，就像3個小月亮一樣。兩顆在木星的東邊，一顆在西邊。第二天晚上觀看時，卻發(fā)現(xiàn)3顆小星全在木星西邊。過了幾個晚上，木星附近又出現(xiàn)了第4顆小星。以后他又一連觀察了十幾個夜晚，這4顆小星每天晚上都在改變自己的位置。伽利略仔細推算4顆小星運行的情形，終于了解到——

“這4顆小星不是行星，而是衛(wèi)星！它們像月亮繞地球旋轉(zhuǎn)一樣，繞著木星運行。”

這項發(fā)現(xiàn)使伽利略欣喜若狂，他把自己所看到的有關(guān)月亮、行星及衛(wèi)星的許多事實，寫成了一本書，名為《星空信使》，于1610年3月出版，震撼全歐。在書中，他清楚地闡明，哥白尼的學說是正確的。

伽利略又把望遠鏡移向了金星和水星，又一奇跡出現(xiàn)了，金星和水星也不是發(fā)光的物體。他觀察了好多個夜晚，看到它們都有緩慢的變化：晚上或黎明前，常常見到金星和水星離太陽很近，當它們處于太陽的這一邊時，其形狀不是圓的。為什么呢？因為太陽只照射在這兩顆行星的表面，而地球上的人們則處在它們的背面。當這兩顆行星繞到太陽對面一邊時，它們呈圓形，但要顯得小一些，因為它們距離地球很遠。金星離我們最近，它反射出的光看起來最亮。只有金星和水星運行在地球和太陽之間，所以也只有它們會改變形狀。這一發(fā)現(xiàn)，從事實上徹底推翻了亞里士多德派的學者們關(guān)于“月亮繞地球旋轉(zhuǎn)，因此太陽也一定繞地球旋轉(zhuǎn)”的觀點。

為了取得充裕時間致力于科學研究，1610年春，他辭去大學教職，接受托斯卡納公國大公聘請，擔任宮廷首席數(shù)學家和哲學家的閑職與比薩大學首席數(shù)學教授的榮譽職位。為了進一步證明哥白尼的“太陽中心說”，從1611年開始，伽利略開始研究太陽。他通過望遠鏡觀察后發(fā)現(xiàn)，太陽表面有些奇異的黑點，這些黑點緩慢地橫移過太陽表面。1613年，他在寫給其他天文學家的信中談到了“太陽黑子”。他寫道：“太陽黑子可能是太陽表面或太陽附近的物質(zhì)，太陽在原地緩慢地旋轉(zhuǎn)，太陽黑子跟著它一起轉(zhuǎn)動。”對太陽黑子移動的觀察，證實了太陽是自轉(zhuǎn)的。

伽利略通過一系列的觀察，終于證明了哥白尼的理論是千真萬確的：太陽是太陽系的中心，月亮繞著地球，木星的4顆衛(wèi)星繞著木星，地球、木星和其它行星繞著太陽轉(zhuǎn)。

為了使科學免受教會干預，伽利略曾多次去羅馬活動。1611年他第二次去羅馬，目的在于贏得宗教、政治與學術(shù)界認可他在天文學上的發(fā)現(xiàn)。他在羅馬受到包括教皇保羅五世和若干高級主教在內(nèi)的上層人物的熱情接待，并被林賽研究院接納為院士。當時耶穌會的神父們承認他的觀測事實，只是不同意他的解釋。這年5月，在羅馬大學的大會上，幾個高職位的神父公開宣布了伽利略的天文學成就。

1615年，一詭詐的教士集團和教會中許多與伽利略敵對的人聯(lián)合攻擊伽利略為哥白尼學說辯護的論點，控告他違反基督教義。他聞訊后，于這年冬第三次去羅馬，力圖挽回自己的聲譽，企求教廷不因自己保持哥白尼觀點而受到懲處，也不公開壓制他宣傳哥白尼學說，教廷默認了前一要求，但拒絕了后者。教皇保羅五世在1616年下達了著名的“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。

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并理解他的意愿，以維護新興科學的生機。他先后謁見6次教皇，力圖說明日心說可以與基督教教義相協(xié)調(diào)，說“圣經(jīng)是教人如何進天國，而不是教人知道天體是如何運轉(zhuǎn)的”，并且試圖以此說服一些大主教，但毫無效果。烏爾邦八世堅持“1616年禁令”不變；只允許他寫一部同時介紹日心說和地心說的書，但對兩種學說的態(tài)度不得有所偏倚，而且都要寫成數(shù)學假設(shè)性的。

在這辛勤奔波的一年里，他研制成了一臺顯微鏡，“可將蒼蠅放大成母雞一般。”

此后6年間，他撰寫了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系對話》一書。1630年他第5次到羅馬，取得了此書的“出版許可證”。此書終于在1632年出版了。全書筆調(diào)詼諧，在意大利文學史上列為文學名著。

《關(guān)于兩種世界體系的對話》一書以三人對話的形式揭示了地心說的錯誤和日心說的正確，此書在表面上保持中立，但實際上卻為哥白尼體系辯護，并多處對教皇和主教隱含嘲諷，遠遠超出了僅以數(shù)學假設(shè)進行討論的范圍，因而極大地觸怒了教會，6個月后即被禁止銷售。

曾支持烏爾邦八世當上教皇的集團激烈地主張要嚴懲伽利略，而神圣羅馬帝國和西班牙王國認為，如縱容伽利略會對各國國內(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，于1632年秋發(fā)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，在嚴刑威脅下被審訊了三次，根本不容申辯。幾經(jīng)折磨，終于在1633年6月22日在圣瑪麗亞修女院的大廳上由10名樞機主教聯(lián)席宣判，主要罪名是違背“1616年禁令”和圣經(jīng)教義。伽利略被迫跪在冰冷的石板地上，在教廷已寫好的“悔過書”上簽字。主審官宣布：判處伽利略終身監(jiān)禁；《對話》必須焚絕，并且禁止出版或重印他的其他著作。此判決書立即通報整個天主教世界，凡是設(shè)有大學的城市均須聚眾宣讀，借此以一儆百。已在病中的伽利略神志恍惚地被迫在判決書上簽了字，但他在朋友的攙扶下離開宗教法庭時，仍然喃喃自語：“但地球確實在運動啊！”

宗教裁判所的判決隨后又改為在家軟禁，指定由他的學生和故友A.皮柯羅米尼大主教在錫耶納的私宅中看管他，規(guī)定禁止會客，每天書寫材料均需上繳等。在皮柯羅米尼的精心護理和鼓勵下，伽利略重新振作起來，接受皮柯羅米尼的建議繼續(xù)研究無爭議的物理學問題。于是他仍用《對話》中的三個對話人物，以對話體裁，和較樸素的文筆，將他最成熟的科學思想和科研成果撰寫成了另一部更有代表性的著作《關(guān)于兩門新科學的對話與數(shù)學證明對話集》，闡述了物理學上運動的基本概念和規(guī)律，矛頭直指亞里士多德的物理學偏見。兩門新科學是指材料力學和動力學。這部書稿1636年就已完成，由于教會禁止出版他的任何著作，他只好托一位威尼斯友人秘密攜出國境，1638年在荷蘭萊頓出版。

伽利略在皮柯羅米尼家中剛過了5個月，便有人寫匿名信向教廷控告皮柯羅米尼厚待伽利略。于是教廷勒令伽利略于當年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。她對父親照料妥貼，但4個月后竟先于父親病故。

伽利略多次要求外出治病，均未獲準。1638年，由于長期使用望遠鏡進行觀察，伽利略雙目逐漸失明，晚景凄涼。次年才獲準住在其子家中。在這期間探望他的除托斯卡納大公外，還有英國著名詩人、政論家J.彌爾頓和法國科學家、哲學家P.伽桑迪。他的學生和老友B.卡斯泰里還和他討論過利用木衛(wèi)星計算地面經(jīng)度的問題。這時教廷對他的限制和監(jiān)視已明顯放松了。

1639年夏，伽利略獲準接受聰慧好學的18歲青年V.維維亞尼為他的最后一名學生，并可在他身邊照料，這位青年使他非常滿意。1641年10月卡斯泰里又介紹自己的學生和過去的秘書E.托里拆利前往陪伴。他們和這位雙目失明的老科學家共同討論如何應用擺的等時性設(shè)計機械鐘，還討論過碰撞理論、月球的天平動、大氣壓下礦井水柱高度等問題，因此，直到臨終前他仍在從事科學研究。

1642年1月8日，這位偉大的學者在比薩離開了人世，葬儀草率簡陋，直到下一世紀，遺骨才遷到家鄉(xiāng)的大教堂。

300多年以后，1979年11月10日，梵蒂岡教皇J.保羅二世在無可辯駁的現(xiàn)代科學面前，不得不在公開集會上宣布：1633年對伽利略的宣判是不公正的，并宣布重新審查對伽利略的判決。為此，1980年10月又提出重審這一案件，并裝模作樣地在羅馬成立了一個由宗教信仰不同的世界著名科學家組成的專門委員會調(diào)查案件，研究伽利略案件的始末、科學同宗教的關(guān)系、伽利略學說的科學價值及其對現(xiàn)代科學思想的貢獻。1983年，公布了審查結(jié)果，承認“給伽利略定罪的法官犯了錯誤”。伽利略的沉冤終于得到昭雪。