伽利略（Galileo Galilei，1564-1642），義大利物理學家、天文學家和哲學家，近代實驗科學的先驅者。 1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時落地”的著名實驗，從此推翻了亞里斯多德“物體下落速度和重量成比例”的學說，糾正了這個持續了1900年之久的錯誤結論。 1609年，伽利略創制了天文望遠鏡（後被稱為伽利略望遠鏡），並用來觀測天體，他發現了月球表面的凹凸不平，並親手繪製了第一幅月面圖。1610年1月7日，伽利略發現了木星的四顆衛星，為哥白尼學說找到了確鑿的證據，標誌著哥白尼學說開始走向勝利。藉助於望遠鏡，伽利略還先後發現了土星光環、太陽黑子、太陽的自轉、金星和水星的盈虧現象、月球的週日和周月天平動，以及銀河是由無數恆星組成等等。這些發現開闢了天文學的新時代。 伽利略著有《星際使者》、《關於太陽黑子的書信》、《關於托勒玫和哥白尼兩大世界體系的對話》和《關於兩門新科學的談話和數學證明》。 為了紀念伽利略的功績，人們把木衛一、木衛二、木衛三和木衛四命名為伽利略衛星。 人們爭相傳頌：“哥倫布發現了新大陸，伽利略發現了新宇宙”. 主要貢獻 可分下列三個方面： ①力學 伽利略是第一個把實驗引進力學的科學家，他利用實驗和數學相結合的方法確定了一些重要的力學定律。1582年前後，他經過長久的實驗觀察和數學推算，得到了擺的等時性定律。接著在1585年因家庭經濟困難輟學。離開比薩大學期間，他深入研究古希臘學者歐幾里得、阿基米德等人的著作。他根據槓桿原理和浮力原理寫出了第一篇題為《天平》的論文。不久又寫了論文《論重力》，第一次揭示了重力和重心的實質並給出準確的數學表示式，因此聲名大振。與此同時，他對亞里士多德的許多觀點提出質疑。 在1589～1591年間，伽利略對落體運動作了細緻的觀察。從實驗和理論上否定了統治千餘年的亞里士多德關於“落體運動法則”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同時落地，下落的速度與重量無關。根據伽利略晚年的學生V.維維亞尼的記載，落體實驗是在比薩斜塔上公開進行的：1589年某一天，伽利略將一個重100磅，一個重1磅的鐵球同時拋下，幾乎同時落地，在場的競爭者個個目瞪口呆，在大笑中聳聳肩走了。但在伽利略的著作中並未明確說明實驗是在比薩斜塔上進行的。因此近年來對此存在爭議。 伽利略對運動基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了詳盡研究並給出了嚴格的數學表示式。尤其是加速度概念的提出，在力學史上是一個里程碑。有了加速度的概念，力學中的動力學部分才能建立在科學基礎之上，而在伽利略之前，只有靜力學部分有定量的描述。 伽利略曾非正式地提出過慣性定律（見牛頓運動定律）和外力作用下物體的運動規律，這為牛頓正式提出運動第一、第二定律奠定了基礎。在經典力學的創立上，伽利略可說是牛頓的先驅。 伽利略還提出過合力定律，拋射體運動規律，並確立了伽利略相對性原理. 伽利略在力學方面的貢獻是多方面的。這在他晚年寫出的力學著作《關於兩門新科學的談話和數學證明》中有詳細的描述。在這本不朽著作中，除動力學外，還有不少關於材料力學的內容。例如，他闡述了關於梁的彎曲試驗和理論分析，正確地斷定梁的抗彎能力和幾何尺寸的力學相似關係。他指出，對長度相似的圓柱形梁，抗彎力矩和半徑立方成比例。他還分析過受集中載荷的簡支梁，正確指出最大彎矩在載荷下，且與它到兩支點的距離之積成比例。伽利略還對梁彎曲理論用於實踐所應注意的問題進行了分析，指出工程結構的尺寸不能過大，因為它們會在自身重量作用下發生破壞。他根據實驗得出，動物形體尺寸減小時，軀體的強度並不按比例減小。他說：“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。” ②天文學 他是利用望遠鏡觀測天體取得大量成果的第一位科學家。這些成果包括：發現月球表面凹凸不平，木星有四個衛星（現稱伽利略衛星），太陽黑子和太陽的自轉，金星、木星的盈虧現象以及銀河由無數恆星組成等。他用實驗證實了哥白尼的“地動說”，徹底否定了統治千餘年的亞里士多德和托勒密的“天動說”。 ③哲學 他一生堅持與唯心論和教會的經院哲學作鬥爭,主張用具體的實驗來認識自然規律,認為經驗是理論知識的源泉。他不承認世界上有絕對真理和掌握真理的絕對權威，反對盲目迷信。他承認物質的客觀性、多樣性和宇宙的無限性，這些觀點對發展唯物主義的哲學具有重要的意義。但由於歷史的侷限性，他強調只有可歸納為數量特徵的物質屬性才是客觀存在的。 伽利略因為支援日心說入獄後，”放棄了”日心說，他說”考慮到種種阻礙，兩點之間最短的不一定是直線”，正是因為他有這樣的思想，暫時的放棄換得永遠的支援，沒有像布魯諾那樣去壯烈，但卻可以為科學繼續貢獻自己的力量。 伽利略和他的科學發現 古希臘在物理學說方面有兩大學派，一派以哲學家亞里士多德為代表，另一派則以自然科學家阿基米德為代表。兩人皆是古代希臘蓍名的學者，但由於兩人的觀點和方法不同，其科學結論也就各異，並形成了鮮明的對立。亞里士多德學派的觀點基本是唯心的，他是憑主觀思考和純推理方法作結論的，所以是充斥著謬誤。而阿基米德學派的觀點基本是唯物的，他完全依靠靠科學實踐方法得出結論。 然而從11世紀起，在基督教會的扶持下，亞里士多德的著作得到了經院哲學家的重視，他們排斥阿基米德的物理學，把亞里士多德的物理學奉為經典，凡違反亞里士多德物理學的學者均被視為“異端邪說”。但伽利略卻對亞里士多德的物理學抱懷疑態度，相反他特別重視對阿基米德物理學的研究，他重視理論聯絡實際，注意觀察各種自然現象，思考各種問題。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明燈被風吹得一左一右有規律地擺動，他按自己脈搏的跳動來計時，發現它們往復運動的時間總是相等的。就這樣他發現了擺的等時性，後來荷蘭物理學家惠更斯根據這個原理製成掛擺時鐘，人們稱之為"伽利略鍾"。 伽利略根據阿基米德的學說，作了迅速確定合金成分的流體靜力天平的研究，發明了可以測定物質密度的"小天平"，寫出了名為《小天平》的論文。後來他又潛心研究了物體重心的幾何學，於1588年發表了《固體的重心》的論文，引起學術界的注意。第二年，在友人的推薦下，被比薩大學聘任為數學教授。 亞里士多德認為兩個物體以同一高度落下，重的比輕的先著地。但伽利略經過反覆的研究與實驗後，得出了與之截然相反的結論：物體下落的快慢與重量無關。1590年，伽利略在比薩斜塔公開作了落體實驗，驗證了亞里士多德的說法是錯誤的，使統治人們思想長達2000多年的亞里士多德的學說第一次發生動搖。而應邀前來觀看的一些著名學者卻否認自己親眼見到的一切，他們群起攻擊伽利略。1591年，伽利略被比薩解聘。 從科學史上看，伽利略並不是落體實驗的首創者，其首創者是比利時的斯臺文。但伽利略的比薩斜塔實驗所造成的影響卻是更為深遠的。 1592年，伽利略來到威尼斯的帕多瓦大學任教，開始了他科學活動的黃金時期。在這一時期，他研究了大量的物理學問題，如斜面運動、力的合成、拋射體運動等。他還對液體與熱學作了研究，發明了溫度計。1609年，伽利略製成了天文望遠鏡，並用這臺望遠鏡去探索宇宙的奧秘，他發現月球的表面凹凸不平，有高山深谷；木星有四顆衛星圍繞它旋轉，金星和月亮一樣有盈有虧；土星有光環；太陽有黑子，能自轉。銀河是由於千千萬萬顆暗淡的星星所組成。這些發現為哥白尼、布魯諾的觀點提供了有力的證據。對教會的信條進行了嚴厲的打擊。 第二年，他出版了《星際使者》，通俗地向讀者介紹他觀察到的天空現象，宣傳了他的觀點。這部著作在歐洲引起了極大的轟動，伽利略因此被稱為“天空的哥倫布”。1613年，他在羅馬發表了《論太陽黑子》。該書以書信形式明確指出了哥白尼學說是正確的，托勒密學說是錯誤的。由此伽利略觸怒了教會，開始受到宗教裁製所的審訊。 在教廷的壓制下，伽利略仍繼續科學研究，在長期觀察和研究天體運動的實踐中，他更加堅信哥白尼學說的正確性。1632年1月，伽利略在佛羅倫薩出版了《關於托勒密和哥白尼的兩大世界體系的對話》。他在書中用三位學者對話的形式，作了四天的談話。討論了三個問題：1、證明地球在運動；2、充實哥白尼學說；3、地球的潮汐。《對話》總結了伽利略長期科研實踐中的各種科學發現，宣告了托勒密地心說理論的破產，從根本上動搖了教會的最高權威，從而推動了唯物論思想的發展。這部著作一經出版便受到廣大讀者的歡迎。但卻遭到了羅馬教會的反對。伽利略因此而受到了長期的監禁。 1636年，伽利略在監禁中偷偷地完成了他一生中另一部偉大的著作《關於兩種新科學的對話》。該書於1638年在荷蘭出版。這部偉大著作同樣是以三人對話形式寫的。“第一天”是關於固體材料強度的問題，反駁了亞里士多德關於落體的速度依賴於其重量的觀點；“第二天”是關於內聚作用的原因，討論了槓桿原理的證明及梁的強度問題；“第三天”討論了勻速運動和自然加速運動；"第四天"是關於拋射體運動的討論。這一鉅著從根本上否定的亞里士多德的運動學說。 伽利略的科學研究方法 伽利略對物理規律的論證非常嚴格。他創立了對物理理象進行實驗研究並把實驗的方法與數學方法、邏輯論證相結合的科學研究方法。例如，為了說明慣性，他曾設計一個無摩擦的理想實驗：在一定點O懸掛一單擺，將擺球拉到離豎直位置一定距離的左側A點，釋放小球，小球將擺到豎直位置的右側B點，此時A點與B點處於同一高度。若在O的正下方C用釘子改變單擺的運動路線，小球將擺到與A、B兩點同樣高度的D。伽利略指出，對於斜面會得出同樣的結論。他將兩個斜面對接起來，讓小球沿一個斜面從靜止滾下，小球將滾上另一斜面。如果無摩擦，小球將上升到原來的高度。他推論說，如果減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面達到原來的高度就要透過更長的距離。繼續使第二個斜面的傾角越來越小，小球將合滾得越來越遠。如果第二個斜面改成水平面，小球就永遠達不到原來的高度，而要沿水平面以恆定速度持續運動下去。伽利略設計的實驗雖是想象中的，但卻是建立在可靠的事實的基礎上。把研究的事物理想化，就可以更加突出事物的主要特徵，化繁為簡，易於認識其規律。伽利略的這一自然科學新方法，有力地促進物理學的發展，他因此被譽為是“經典物理學的奠基人”。 伽利略在科學史上的地位 伽利略的科學發現，不僅在物理學史上而且在整個科學中上都佔有極其重要的地位。他不僅糾正了統治歐洲近兩千年的亞里士多德的錯誤觀點，更創立了研究自然科學的新方法。 伽利略在總結自己的科學研究方法時說過，“這是第一次為新的方法打開了大門，這種將帶來大量奇妙成果的新方法，在未來的年代裡，會博得許多人的重視。”後來，惠更斯繼續了伽利略的研究工作，他匯出了單擺的週期公式和向心加速度的數學表示式。牛頓在系統地總結了伽利略、惠更斯等人的工作後，得到了萬有引力定律和牛頓運動三定律。伽利略留給後人的精神財富是寶貴的。愛因斯坦曾這樣評價：“伽利略的發現，以及他所用的科學推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標誌著物理學的真正的開端！” 伽利略著名的實驗 傳說1590年，出生在比薩城的義大利物理學家伽利略，曾在比薩斜塔上做自由落體實驗，將兩個重量不同的球體從相同的高度同時扔下，結果兩個鉛球同時落地，由此發現了自由落體定律，推翻了此前亞里士多德認為的重的物體會先到達地面，落體的速度同它的質量成正比的觀點。 伽利略在比薩斜塔做自由落體實驗的故事，記載在他的學生維維安尼（Vincenzo Viviani，1622年—1703年）在1654年寫的《伽利略生平的歷史故事》（1717年出版）一書中，但伽利略、比薩大學和同時代的其他人都沒有關於這次實驗的的記載。對於伽利略是否在比薩斜塔做過自由落體實驗，歷史上一直存在著支援和反對兩種不同的看法。 伽利略的故事 伽利略1564年生於義大利的比薩城，就在著名的比薩斜塔旁邊。他的父親是個破產貴族。當伽利略來到人世時，他的家庭已經很窮了。17歲那一年，伽利略考進了比薩大學。在大學裡，伽利略不僅努力學習，而且喜歡向老師提出問題。哪怕是人們司空見慣、習以為常的一些現象，他也要打破砂鍋問（紋）到底，弄個一清二楚。 眼睛盯著天花板 有一次，他站在比薩的天主教堂裡，眼睛盯著天花板，一動也不動。他在幹什麼呢？原來，他用右手按左手的脈搏，看著天花板上來回搖擺的燈。他發現，這燈的擺動雖然是越來越弱，以至每一次擺動的距離漸漸縮短，但是，每一次搖擺需要的時間卻是一樣的。於是，伽利略做了一個適當長度的擺錘，測量了脈搏的速度和均勻度。從這裡，他找到了擺的規律。鍾就是根據他發現的這個規律製造出來的。 失學了就努力自學 家庭生活的貧困，使伽利略不得不提前離開大學。失學後，伽利略仍舊在家裡刻苦鑽研數學。由於他的不斷努力，在數學的研究中取得了優異的成績。同時，他還發明瞭一種比重秤，寫了一篇論文，題目為《固體的重心》。此時，21歲的伽利略已經名聞全國，人們稱他為“當代的阿基米德”。在他25歲那年，比薩大學破例聘他當了數學教授。 舉世聞名的落體實驗 在伽利略之前，古希臘的亞里士多德認為，物體下落的快慢是不一樣的。它的下落速度和它的重量成正比，物體越重，下落的速度越快。比如說，10千克重的物體，下落的速度要比1千克重的物體快10倍。 1700多年前以來，人們一直把這個違背自然規律的學說當成不可懷疑的真理。年輕的伽利略根據自己的經驗推理，大膽地對亞里士多德的學說提出了疑問。經過深思熟慮，他決定親自動手做一次實驗。他選擇了比薩斜塔作實驗場。這一天，他帶了兩個大小一樣但重量不等的鐵球，一個重100磅，是實心的；另一個重1磅，是空心的。伽利略站在比薩斜塔上面，望著塔下。塔下面站滿了前來觀看的人，大家議論紛紛。有人諷刺說：“這個小夥子的神經一定是有病了！亞里士多德的理論不會有錯的！”實驗開始了，伽利略兩手各拿一個鐵球，大聲喊道：“下面的人們，你們看清楚，鐵球就要落下去了。”說完，他把兩手同時張開。人們看到，兩個鐵球平行下落，幾乎同時落到了地面上。所有的人都目瞪口呆了。伽伸利略的試驗，揭開了落體運動的秘密，推翻了亞里士多德的學說。這個實驗在物理學的發展史上具有劃時代的重要意義。 製成了第一架望遠鏡 哥白尼是波蘭傑出的天文學家，他經過40年的天文觀測，提出了“日心說”的理論。他認為宇宙的中心是太陽，而不是地球。地球是一個普通的行星，它在自轉的同時還環繞太陽公轉。伽利略很早就相信哥白尼的“日心說”。1608年6月的一天，伽利略找來一段空管子，一頭嵌了一片凸面鏡，另一頭嵌了一片凹面鏡，做成了世界上第一個小天文望遠鏡。實驗證明，它可以把原來的物體放大3倍。伽利略沒有滿足，他進一步改進，又做了一個。他帶著這個望遠鏡跑到海邊，只見茫茫大海波濤翻滾，看不見一條船。可是，當他拿起望遠鏡往遠處再看時，一條船正從遠處向岸邊駛來。實踐證明，它可以放大8倍。伽利略不斷地改進和製造著，最後，他的望遠鏡可以將原物放大32倍。 證實哥白尼的“日心說” 每天晚上，伽利略都有用自己的望遠鏡觀看月亮。他看到了月亮上的高山、深谷，還有火山的裂痕。後來又開始觀看太空，探索宇宙的奧秘。他發現，銀河是由許多小星星彙集而成的。他還發現，太陽裡面有黑斑，這些黑斑的位置在不斷地變化。因此他斷定，太陽本身也在自轉。伽利略埋頭觀察，以無可辯駁的事實，證明地球在圍著太陽轉，而太陽不過是一個普通的恆星，從而證明了哥白尼學說的正確。1610年，伽利略出版了著名的《星空使者》。人們佩服地說：“哥倫布發現了新大陸，伽利略發現了新宇宙。” 。
伽利略（Galileo Galilei，1564-1642），義大利物理學家、天文學家和哲學家，近代實驗科學的先驅者。 1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時落地”的著名實驗，從此推翻了亞里斯多德“物體下落速度和重量成比例”的學說，糾正了這個持續了1900年之久的錯誤結論。 1609年，伽利略創制了天文望遠鏡（後被稱為伽利略望遠鏡），並用來觀測天體，他發現了月球表面的凹凸不平，並親手繪製了第一幅月面圖。1610年1月7日，伽利略發現了木星的四顆衛星，為哥白尼學說找到了確鑿的證據，標誌著哥白尼學說開始走向勝利。藉助於望遠鏡，伽利略還先後發現了土星光環、太陽黑子、太陽的自轉、金星和水星的盈虧現象、月球的週日和周月天平動，以及銀河是由無數恆星組成等等。這些發現開闢了天文學的新時代。 伽利略著有《星際使者》、《關於太陽黑子的書信》、《關於托勒玫和哥白尼兩大世界體系的對話》和《關於兩門新科學的談話和數學證明》。 為了紀念伽利略的功績，人們把木衛一、木衛二、木衛三和木衛四命名為伽利略衛星。 人們爭相傳頌：“哥倫布發現了新大陸，伽利略發現了新宇宙”. 主要貢獻 可分下列三個方面： ①力學 伽利略是第一個把實驗引進力學的科學家，他利用實驗和數學相結合的方法確定了一些重要的力學定律。1582年前後，他經過長久的實驗觀察和數學推算，得到了擺的等時性定律。接著在1585年因家庭經濟困難輟學。離開比薩大學期間，他深入研究古希臘學者歐幾里得、阿基米德等人的著作。他根據槓桿原理和浮力原理寫出了第一篇題為《天平》的論文。不久又寫了論文《論重力》，第一次揭示了重力和重心的實質並給出準確的數學表示式，因此聲名大振。與此同時，他對亞里士多德的許多觀點提出質疑。 在1589～1591年間，伽利略對落體運動作了細緻的觀察。從實驗和理論上否定了統治千餘年的亞里士多德關於“落體運動法則”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同時落地，下落的速度與重量無關。根據伽利略晚年的學生V.維維亞尼的記載，落體實驗是在比薩斜塔上公開進行的：1589年某一天，伽利略將一個重100磅，一個重1磅的鐵球同時拋下，幾乎同時落地，在場的競爭者個個目瞪口呆，在大笑中聳聳肩走了。但在伽利略的著作中並未明確說明實驗是在比薩斜塔上進行的。因此近年來對此存在爭議。 伽利略對運動基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了詳盡研究並給出了嚴格的數學表示式。尤其是加速度概念的提出，在力學史上是一個里程碑。有了加速度的概念，力學中的動力學部分才能建立在科學基礎之上，而在伽利略之前，只有靜力學部分有定量的描述。 伽利略曾非正式地提出過慣性定律（見牛頓運動定律）和外力作用下物體的運動規律，這為牛頓正式提出運動第一、第二定律奠定了基礎。在經典力學的創立上，伽利略可說是牛頓的先驅。 伽利略還提出過合力定律，拋射體運動規律，並確立了伽利略相對性原理. 伽利略在力學方面的貢獻是多方面的。這在他晚年寫出的力學著作《關於兩門新科學的談話和數學證明》中有詳細的描述。在這本不朽著作中，除動力學外，還有不少關於材料力學的內容。例如，他闡述了關於梁的彎曲試驗和理論分析，正確地斷定梁的抗彎能力和幾何尺寸的力學相似關係。他指出，對長度相似的圓柱形梁，抗彎力矩和半徑立方成比例。他還分析過受集中載荷的簡支梁，正確指出最大彎矩在載荷下，且與它到兩支點的距離之積成比例。伽利略還對梁彎曲理論用於實踐所應注意的問題進行了分析，指出工程結構的尺寸不能過大，因為它們會在自身重量作用下發生破壞。他根據實驗得出，動物形體尺寸減小時，軀體的強度並不按比例減小。他說：“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。” ②天文學 他是利用望遠鏡觀測天體取得大量成果的第一位科學家。這些成果包括：發現月球表面凹凸不平，木星有四個衛星（現稱伽利略衛星），太陽黑子和太陽的自轉，金星、木星的盈虧現象以及銀河由無數恆星組成等。他用實驗證實了哥白尼的“地動說”，徹底否定了統治千餘年的亞里士多德和托勒密的“天動說”。 ③哲學 他一生堅持與唯心論和教會的經院哲學作鬥爭,主張用具體的實驗來認識自然規律,認為經驗是理論知識的源泉。他不承認世界上有絕對真理和掌握真理的絕對權威，反對盲目迷信。他承認物質的客觀性、多樣性和宇宙的無限性，這些觀點對發展唯物主義的哲學具有重要的意義。但由於歷史的侷限性，他強調只有可歸納為數量特徵的物質屬性才是客觀存在的。 伽利略因為支援日心說入獄後，”放棄了”日心說，他說”考慮到種種阻礙，兩點之間最短的不一定是直線”，正是因為他有這樣的思想，暫時的放棄換得永遠的支援，沒有像布魯諾那樣去壯烈，但卻可以為科學繼續貢獻自己的力量。 伽利略和他的科學發現 古希臘在物理學說方面有兩大學派，一派以哲學家亞里士多德為代表，另一派則以自然科學家阿基米德為代表。兩人皆是古代希臘蓍名的學者，但由於兩人的觀點和方法不同，其科學結論也就各異，並形成了鮮明的對立。亞里士多德學派的觀點基本是唯心的，他是憑主觀思考和純推理方法作結論的，所以是充斥著謬誤。而阿基米德學派的觀點基本是唯物的，他完全依靠靠科學實踐方法得出結論。 然而從11世紀起，在基督教會的扶持下，亞里士多德的著作得到了經院哲學家的重視，他們排斥阿基米德的物理學，把亞里士多德的物理學奉為經典，凡違反亞里士多德物理學的學者均被視為“異端邪說”。但伽利略卻對亞里士多德的物理學抱懷疑態度，相反他特別重視對阿基米德物理學的研究，他重視理論聯絡實際，注意觀察各種自然現象，思考各種問題。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明燈被風吹得一左一右有規律地擺動，他按自己脈搏的跳動來計時，發現它們往復運動的時間總是相等的。就這樣他發現了擺的等時性，後來荷蘭物理學家惠更斯根據這個原理製成掛擺時鐘，人們稱之為"伽利略鍾"。 伽利略根據阿基米德的學說，作了迅速確定合金成分的流體靜力天平的研究，發明了可以測定物質密度的"小天平"，寫出了名為《小天平》的論文。後來他又潛心研究了物體重心的幾何學，於1588年發表了《固體的重心》的論文，引起學術界的注意。第二年，在友人的推薦下，被比薩大學聘任為數學教授。 亞里士多德認為兩個物體以同一高度落下，重的比輕的先著地。但伽利略經過反覆的研究與實驗後，得出了與之截然相反的結論：物體下落的快慢與重量無關。1590年，伽利略在比薩斜塔公開作了落體實驗，驗證了亞里士多德的說法是錯誤的，使統治人們思想長達2000多年的亞里士多德的學說第一次發生動搖。而應邀前來觀看的一些著名學者卻否認自己親眼見到的一切，他們群起攻擊伽利略。1591年，伽利略被比薩解聘。 從科學史上看，伽利略並不是落體實驗的首創者，其首創者是比利時的斯臺文。但伽利略的比薩斜塔實驗所造成的影響卻是更為深遠的。 1592年，伽利略來到威尼斯的帕多瓦大學任教，開始了他科學活動的黃金時期。在這一時期，他研究了大量的物理學問題，如斜面運動、力的合成、拋射體運動等。他還對液體與熱學作了研究，發明了溫度計。1609年，伽利略製成了天文望遠鏡，並用這臺望遠鏡去探索宇宙的奧秘，他發現月球的表面凹凸不平，有高山深谷；木星有四顆衛星圍繞它旋轉，金星和月亮一樣有盈有虧；土星有光環；太陽有黑子，能自轉。銀河是由於千千萬萬顆暗淡的星星所組成。這些發現為哥白尼、布魯諾的觀點提供了有力的證據。對教會的信條進行了嚴厲的打擊。 第二年，他出版了《星際使者》，通俗地向讀者介紹他觀察到的天空現象，宣傳了他的觀點。這部著作在歐洲引起了極大的轟動，伽利略因此被稱為“天空的哥倫布”。1613年，他在羅馬發表了《論太陽黑子》。該書以書信形式明確指出了哥白尼學說是正確的，托勒密學說是錯誤的。由此伽利略觸怒了教會，開始受到宗教裁製所的審訊。 在教廷的壓制下，伽利略仍繼續科學研究，在長期觀察和研究天體運動的實踐中，他更加堅信哥白尼學說的正確性。1632年1月，伽利略在佛羅倫薩出版了《關於托勒密和哥白尼的兩大世界體系的對話》。他在書中用三位學者對話的形式，作了四天的談話。討論了三個問題：1、證明地球在運動；2、充實哥白尼學說；3、地球的潮汐。《對話》總結了伽利略長期科研實踐中的各種科學發現，宣告了托勒密地心說理論的破產，從根本上動搖了教會的最高權威，從而推動了唯物論思想的發展。這部著作一經出版便受到廣大讀者的歡迎。但卻遭到了羅馬教會的反對。伽利略因此而受到了長期的監禁。 1636年，伽利略在監禁中偷偷地完成了他一生中另一部偉大的著作《關於兩種新科學的對話》。該書於1638年在荷蘭出版。這部偉大著作同樣是以三人對話形式寫的。“第一天”是關於固體材料強度的問題，反駁了亞里士多德關於落體的速度依賴於其重量的觀點；“第二天”是關於內聚作用的原因，討論了槓桿原理的證明及梁的強度問題；“第三天”討論了勻速運動和自然加速運動；"第四天"是關於拋射體運動的討論。這一鉅著從根本上否定的亞里士多德的運動學說。 伽利略的科學研究方法 伽利略對物理規律的論證非常嚴格。他創立了對物理理象進行實驗研究並把實驗的方法與數學方法、邏輯論證相結合的科學研究方法。例如，為了說明慣性，他曾設計一個無摩擦的理想實驗：在一定點O懸掛一單擺，將擺球拉到離豎直位置一定距離的左側A點，釋放小球，小球將擺到豎直位置的右側B點，此時A點與B點處於同一高度。若在O的正下方C用釘子改變單擺的運動路線，小球將擺到與A、B兩點同樣高度的D。伽利略指出，對於斜面會得出同樣的結論。他將兩個斜面對接起來，讓小球沿一個斜面從靜止滾下，小球將滾上另一斜面。如果無摩擦，小球將上升到原來的高度。他推論說，如果減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面達到原來的高度就要透過更長的距離。繼續使第二個斜面的傾角越來越小，小球將合滾得越來越遠。如果第二個斜面改成水平面，小球就永遠達不到原來的高度，而要沿水平面以恆定速度持續運動下去。伽利略設計的實驗雖是想象中的，但卻是建立在可靠的事實的基礎上。把研究的事物理想化，就可以更加突出事物的主要特徵，化繁為簡，易於認識其規律。伽利略的這一自然科學新方法，有力地促進物理學的發展，他因此被譽為是“經典物理學的奠基人”。 伽利略在科學史上的地位 伽利略的科學發現，不僅在物理學史上而且在整個科學中上都佔有極其重要的地位。他不僅糾正了統治歐洲近兩千年的亞里士多德的錯誤觀點，更創立了研究自然科學的新方法。 伽利略在總結自己的科學研究方法時說過，“這是第一次為新的方法打開了大門，這種將帶來大量奇妙成果的新方法，在未來的年代裡，會博得許多人的重視。”後來，惠更斯繼續了伽利略的研究工作，他匯出了單擺的週期公式和向心加速度的數學表示式。牛頓在系統地總結了伽利略、惠更斯等人的工作後，得到了萬有引力定律和牛頓運動三定律。伽利略留給後人的精神財富是寶貴的。愛因斯坦曾這樣評價：“伽利略的發現，以及他所用的科學推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標誌著物理學的真正的開端！” 伽利略著名的實驗 傳說1590年，出生在比薩城的義大利物理學家伽利略，曾在比薩斜塔上做自由落體實驗，將兩個重量不同的球體從相同的高度同時扔下，結果兩個鉛球同時落地，由此發現了自由落體定律，推翻了此前亞里士多德認為的重的物體會先到達地面，落體的速度同它的質量成正比的觀點。 伽利略在比薩斜塔做自由落體實驗的故事，記載在他的學生維維安尼（Vincenzo Viviani，1622年—1703年）在1654年寫的《伽利略生平的歷史故事》（1717年出版）一書中，但伽利略、比薩大學和同時代的其他人都沒有關於這次實驗的的記載。對於伽利略是否在比薩斜塔做過自由落體實驗，歷史上一直存在著支援和反對兩種不同的看法。 伽利略的故事 伽利略1564年生於義大利的比薩城，就在著名的比薩斜塔旁邊。他的父親是個破產貴族。當伽利略來到人世時，他的家庭已經很窮了。17歲那一年，伽利略考進了比薩大學。在大學裡，伽利略不僅努力學習，而且喜歡向老師提出問題。哪怕是人們司空見慣、習以為常的一些現象，他也要打破砂鍋問（紋）到底，弄個一清二楚。 眼睛盯著天花板 有一次，他站在比薩的天主教堂裡，眼睛盯著天花板，一動也不動。他在幹什麼呢？原來，他用右手按左手的脈搏，看著天花板上來回搖擺的燈。他發現，這燈的擺動雖然是越來越弱，以至每一次擺動的距離漸漸縮短，但是，每一次搖擺需要的時間卻是一樣的。於是，伽利略做了一個適當長度的擺錘，測量了脈搏的速度和均勻度。從這裡，他找到了擺的規律。鍾就是根據他發現的這個規律製造出來的。 失學了就努力自學 家庭生活的貧困，使伽利略不得不提前離開大學。失學後，伽利略仍舊在家裡刻苦鑽研數學。由於他的不斷努力，在數學的研究中取得了優異的成績。同時，他還發明瞭一種比重秤，寫了一篇論文，題目為《固體的重心》。此時，21歲的伽利略已經名聞全國，人們稱他為“當代的阿基米德”。在他25歲那年，比薩大學破例聘他當了數學教授。 舉世聞名的落體實驗 在伽利略之前，古希臘的亞里士多德認為，物體下落的快慢是不一樣的。它的下落速度和它的重量成正比，物體越重，下落的速度越快。比如說，10千克重的物體，下落的速度要比1千克重的物體快10倍。 1700多年前以來，人們一直把這個違背自然規律的學說當成不可懷疑的真理。年輕的伽利略根據自己的經驗推理，大膽地對亞里士多德的學說提出了疑問。經過深思熟慮，他決定親自動手做一次實驗。他選擇了比薩斜塔作實驗場。這一天，他帶了兩個大小一樣但重量不等的鐵球，一個重100磅，是實心的；另一個重1磅，是空心的。伽利略站在比薩斜塔上面，望著塔下。塔下面站滿了前來觀看的人，大家議論紛紛。有人諷刺說：“這個小夥子的神經一定是有病了！亞里士多德的理論不會有錯的！”實驗開始了，伽利略兩手各拿一個鐵球，大聲喊道：“下面的人們，你們看清楚，鐵球就要落下去了。”說完，他把兩手同時張開。人們看到，兩個鐵球平行下落，幾乎同時落到了地面上。所有的人都目瞪口呆了。伽伸利略的試驗，揭開了落體運動的秘密，推翻了亞里士多德的學說。這個實驗在物理學的發展史上具有劃時代的重要意義。 製成了第一架望遠鏡 哥白尼是波蘭傑出的天文學家，他經過40年的天文觀測，提出了“日心說”的理論。他認為宇宙的中心是太陽，而不是地球。地球是一個普通的行星，它在自轉的同時還環繞太陽公轉。伽利略很早就相信哥白尼的“日心說”。1608年6月的一天，伽利略找來一段空管子，一頭嵌了一片凸面鏡，另一頭嵌了一片凹面鏡，做成了世界上第一個小天文望遠鏡。實驗證明，它可以把原來的物體放大3倍。伽利略沒有滿足，他進一步改進，又做了一個。他帶著這個望遠鏡跑到海邊，只見茫茫大海波濤翻滾，看不見一條船。可是，當他拿起望遠鏡往遠處再看時，一條船正從遠處向岸邊駛來。實踐證明，它可以放大8倍。伽利略不斷地改進和製造著，最後，他的望遠鏡可以將原物放大32倍。 證實哥白尼的“日心說” 每天晚上，伽利略都有用自己的望遠鏡觀看月亮。他看到了月亮上的高山、深谷，還有火山的裂痕。後來又開始觀看太空，探索宇宙的奧秘。他發現，銀河是由許多小星星彙集而成的。他還發現，太陽裡面有黑斑，這些黑斑的位置在不斷地變化。因此他斷定，太陽本身也在自轉。伽利略埋頭觀察，以無可辯駁的事實，證明地球在圍著太陽轉，而太陽不過是一個普通的恆星，從而證明了哥白尼學說的正確。1610年，伽利略出版了著名的《星空使者》。人們佩服地說：“哥倫布發現了新大陸，伽利略發現了新宇宙。” 。