人物簡介伽利略（1564－1642），意大利物理學家、天文學家、哲學家，近代實驗科學的先驅。
1590年，伽利略在比薩斜塔上進行了著名的“兩個鐵球同時墜落地面”實驗，推翻了亞里士多德“物體下落速度與物體重量成正比”的理論，糾正了這個持續1900年的錯誤結論。
1609年，伽利略發明了天文望遠鏡（后來稱伽利略望遠鏡），并用它觀察天體，發現了月球表面凹凸不平，并親手繪制了第一張月球地圖。
1610年1月7日，伽利略發現了木星的四顆衛星，為哥白尼學說提供了有力的證據，標志著哥白尼學說勝利的開始。借助望遠鏡，伽利略還發現了土星環、太陽黑子、太陽自轉、金星和水星的盈虧、月球的晝夜平動和月晝夜平動，以及銀河系由無數恒星組成等。這些發現開創了天文學的新紀元。
伽利略著有《星空信使》、《關于太陽黑子的書信》、《關于兩大世界體系——托勒密和哥白尼的對話》和《關于兩門新科學的論述和數學論證》。
為了紀念伽利略的功績，人們把木衛一、木衛二、木衛三、木衛四都命名為伽利略衛星，并紛紛贊頌：“哥倫布發現了新大陸，伽利略發現了新宇宙。”
職業生涯 1. 早年
1583年，伽利略注意到比薩大教堂吊燈的擺動，于是用一根繩子吊著的銅球模擬實驗，證實了小擺動的等時性，以及擺長對周期的影響。他發明了脈搏計，用于測量短時間間隔。1585年，他因貧困輟學，當了一名家庭教師，但仍努力自學。1586年，他發明了浮力天平，并撰寫了論文《小天平》。
1587年，他帶著有關固體重心計算方法的論文來到羅馬大學，拜見了著名數學家、歷法學家克拉維斯教授，受到高度評價和鼓勵。克拉維斯則把羅馬大學瓦拉教授的邏輯學和自然哲學講座送給他伽利略實驗圖片，這對他日后的工作有很大幫助。
1588年，他在佛羅倫薩學院就但丁《神曲》中煉獄人物的構想作了一次學術演講，他的文學和數學才華受到高度贊揚。次年，他發表了一篇論文，介紹了幾種計算固體重心的方法，其中包括幾條靜力學的新定理。由于這些成就，當年比薩大學聘請他講授幾何學和天文學。次年，他發現了擺線。當時比薩大學的教科書全部由亞里士多德學派的學者撰寫，書中充斥著神學和形而上學的教條。伽利略經常對此表示尖銳的反對，在學校里遭到了學校的歧視和排斥。1591年，父親病逝，家庭負擔加重，他便決定離開比薩。
2. 帕多瓦時期
1592年伽利略實驗圖片，伽利略轉入帕多瓦大學任教。帕多瓦屬于威尼斯公國，距離羅馬較遠，不受羅馬教廷直接控制，學術思想比較自由。在這種良好的氛圍中，他經常參加校內外各種學術文化活動，與持有各種思想觀點的同事進行辯論。此時，他一邊吸收前輩N.F.塔爾塔利亞、G.B.貝內德蒂、F.科門迪諾等數學、力學研究成果，一邊經常參觀工廠、車間、礦山和各種軍事、民用工程，結交各行各業的技術人員，幫助他們解決技術難題，并從他們身上學習生產技術知識和各種新經驗，受到啟發。在此期間，他深入系統地研究了落體運動、拋射運動、靜力學、水力學以及一些土木工程和軍事建筑；發現了慣性原理，研制了溫度計和望遠鏡。
1597年，他從開普勒手中得到一本《神秘的宇宙》，開始相信日心說，承認地球有公轉和自轉兩種運動，但此時他對柏拉圖的圓周運動是最自然、最完美的思想深有感觸，對開普勒的行星橢圓軌道理論不感興趣。
1604年，天空出現超新星，光芒長達18個月。他趁機在威尼斯進行幾次科普演講，宣傳哥白尼學說。由于他的演講精彩紛呈，聽眾人數逐漸增多，最后達到千余人。
1609年7月，有傳聞說一位荷蘭眼鏡商發明了一種望遠鏡供人觀賞。他雖然沒有見過實物，但經過幾天的思考，他用風琴管和凸凹透鏡制作了一架望遠鏡，放大倍數為3，后來又增加到9。他邀請威尼斯的參議員到塔頂觀看望遠鏡所見的遠景，觀眾們無不大為驚訝。參議院隨即決定任命他為帕多瓦大學的終身教授。
1610年初，他把望遠鏡的倍數提高到33倍，用它觀察太陽、月亮和星體。他有許多新發現，如月球表面凹凸不平，月球和其他行星發出的光是太陽的反射，水星有四顆衛星，銀河系是無數發光體的集合，土星有變化多端的橢圓形等等，開辟了天文學的新天地。同年3月，他出版了《星空使者》一書，震驚了整個歐洲。后來，他又發現金星的盈虧和大小變化，為日心說提供了有力的支持。伽利略后來回顧自己在帕多瓦的18年時，認為這是他一生中工作最多、感覺最舒適的時期。事實上，這也是他一生中取得學術成就最多的時期。
3. 托斯卡納時期
伽利略20多年在物理學和天文學方面取得的豐碩成果，激起了他更大的學術抱負。為了有充足的時間投入科學研究，1610年春，他辭去了大學教職，接受托斯卡納大公爵的邀請，出任宮廷首席數學家和哲學家以及比薩大學首席數學教授的榮譽職位。
為了保護科學不受教會的干涉，伽利略多次前往羅馬。1611年，他第二次前往羅馬，力圖贏得宗教界、政界和學術界對他的天文發現的承認。他受到羅馬上層人士的熱烈歡迎，包括教皇保羅五世和幾位資深主教。神父們承認他的觀察，但不同意他的解釋。同年5月，在羅馬大學的一次會議上，幾位高級神父公開宣布了伽利略的天文成就。同年，他觀察了太陽黑子及其運動，將黑子的運動規律與圓周運動的投影原理進行了對比，證明了黑子是在太陽表面；他還發現太陽在自轉。1613年，他發表了三篇討論太陽黑子問題的書信手稿。此外，1612年，他還出版了《水中浮體對話錄》一書。
1615年，一個狡猾的教士集團和教會中許多敵視伽利略的人聯合起來攻擊伽利略為哥白尼學說辯護的論據，指責他違背了基督教義。伽利略得知這一消息后，于當年冬天第三次前往羅馬，力圖恢復自己的名譽，請求教廷不要因他堅持哥白尼的觀點而懲罰他，也不要公開壓制他對哥白尼學說的宣傳。教廷默許了前一個要求，但拒絕了后一個要求。1616年，教皇保羅五世頒布了著名的“1616禁令”，禁止他以口頭或書面形式堅持、教授或辯護日心說。
1624年，他第四次前往羅馬，希望老友、新任教皇烏爾班八世能夠同情和理解他的愿望，以保持新興科學的活力。他六次會見教皇，試圖解釋日心說可以與基督教教義相協調，稱“圣經教人如何進入天堂，而不是天體如何運動”；并以此說服一些大主教，但無濟于事。烏爾班八世堅持“1616年禁令”不變；只允許他寫一本介紹日心說和地心說的書，但不能偏向兩種理論，兩種理論都應以數學假設的形式寫出來。在這一年的艱苦努力中，他研制出了一種“能把蒼蠅放大到母雞大小”的顯微鏡。
此后六年，他寫成了《關于兩大世界體系——托勒密和哥白尼的對話》一書。1630年，他第五次前往羅馬，獲得了該書的“出版許可”。該書最終于1632年出版。該書表面上保持中立，但實際上為哥白尼體系辯護，并在多處含蓄地嘲諷教皇和主教，遠遠超出了討論數學假設的范疇。書中詼諧幽默，被列為意大利文學史上的文學巨著。
4. 梵蒂岡的迫害及后來的生活
《對話》出版半年后，梵蒂岡下令停止這本書的銷售，認為作者公然違反了“1616年禁令”，問題嚴重，需要緊急審查。原來，有人指使教皇烏爾班八世說伽利略在《對話》中發表了一些荒謬而錯誤的言論，用的是頭腦簡單、保守的辛普利西奧的慣用語，這讓他十分惱怒。當初支持他當教皇的那群人極力主張嚴懲伽利略，而神圣羅馬帝國和西班牙王國則認為如果縱容伽利略，將對各國異端邪說產生重大影響，并發出聯名警告。在這些內外壓力和教唆之下，教皇不顧舊交，于當年秋天下令將伽利略送往羅馬宗教裁判所進行審判。
年近七十、體弱多病的伽利略被迫在嚴冬中趕赴羅馬，在嚴刑拷打的威脅下被審問了三次，不準辯護。幾經折磨后，他終于在1633年6月22日在圣瑪利亞修道院大廳被10位紅衣主教宣判，主要罪名是違反“1616年禁令”和圣經教義。伽利略被迫跪在冰冷的石地上，在教廷起草的“供詞”上簽字。主審法官宣布：伽利略被判處終身監禁；《對話》必須燒毀，禁止出版或重印他的其他著作。這一判決立即通知整個天主教世界，所有有大學的城市都要聚集宣讀，以儆效尤。
伽利略既是一位勤奮的科學家，又是一位虔誠的天主教徒。他堅信科學家的使命是探索自然規律，而教會的職能是管理人們的靈魂，兩者不應互相侵犯。因此，他在審判前不愿逃跑，在審判時也未公開反抗，而是始終服從教廷的處置。他認為教廷在神學范圍之外行使權力是極其不明智的，但他只能在私下里表示不滿。顯然，G.布魯諾火刑和T.康帕內拉這兩位杰出的意大利哲學家長期監禁的經歷，給他的精神蒙上了可怕的陰影。
宗教裁判所的判決隨后改為軟禁，并指派他的學生兼老友大主教A.皮科洛米尼看守他在錫耶納的私人住所，禁止他會見來訪者，每天要上交書面材料。在皮科洛米尼的悉心照料和鼓勵下，伽利略恢復了精神，接受了皮科洛米尼的建議，繼續研究沒有爭議的物理問題。于是他依然沿用《對話錄》中的三個對話人物，以對話的形式和更簡單的文筆，將自己最成熟的科學思想和研究成果寫成了《關于兩門新科學的對話錄》和《關于數學證明的對話錄》。這兩門新科學指的是材料力學（見彈性力學）和動力學。這份手稿完成于1636年。由于教會禁止出版他的任何作品，他只好托一位威尼斯朋友偷偷把它帶出國外，并于1638年在荷蘭萊頓出版。
就在伽利略入住皮科洛米尼家五個月后，有人給梵蒂岡寫了一封匿名信，指責皮科洛米尼對伽利略過分優待。梵蒂岡命令伽利略于同年 12 月搬回佛羅倫薩附近阿切特里的舊居，由他的大女兒弗吉尼亞照顧，同樣對他嚴加管束。弗吉尼亞悉心照顧父親，但四個月后就去世了。
伽利略多次請求外出就醫，未獲準，1637年雙目失明，次年被允許住在兒子家中。這期間，除了托斯卡納大公外，英國著名詩人、政治評論家J.彌爾頓、法國科學家、哲學家P.伽桑狄都來看望他。他的學生、老友B.卡斯特利也與他探討利用木星衛星計算地面經度的問題。此時，梵蒂岡對他的限制和監視已明顯放松。
1639年夏，伽利略獲準收聰明好學的18歲青年維維亞尼為最后一個學生，并對他悉心照料。他對這個年輕人十分滿意。1641年10月，卡斯特利介紹他的學生、前秘書托里拆利隨行，與這位盲眼老科學家討論如何利用擺的等時性設計機械鐘，還討論了碰撞理論、月球的天動、大氣壓下礦井中水柱的高度等問題。因此，伽利略直到去世仍從事科學研究。
1642年1月8日，利洛因病去世，他的葬禮匆忙而簡單，直到下個世紀，他的遺體才被移至家鄉的大教堂。
科學的不斷發展，迫使梵蒂岡于1757年宣布解禁哥白尼《天體運行論》；1882年，羅馬教皇無奈承認了日心說。1979年11月10日，梵蒂岡教皇約翰·保羅二世代表梵蒂岡公開為伽利略平反，認為300多年前梵蒂岡對伽利略的迫害是一個嚴重的錯誤。這表明朝廷終于承認了伽利略關于宗教不應干涉科學的主張。
主要貢獻機制
伽利略是第一位把實驗引入力學的科學家，他把實驗和數學結合起來，確定了一些重要的力學定律。1582年前后，他經過長期的實驗觀察和數學計算，得到了單擺的等時性定律。隨后，他因經濟困難于1585年輟學。在離開比薩大學期間，他深入研究了歐幾里得、阿基米德等古希臘學者的著作。他根據杠桿和浮力的原理，寫出了第一篇論文《平衡》。不久，他又寫出了《論萬有引力》，首次揭示了引力和重心的本質，并給出了精確的數學表達式，從而使他聲名鵲起。同時，他也對亞里士多德的許多觀點提出了質疑。
1589年至1591年間，伽利略對落體作了細致的觀察。他從實驗和理論上否定了統治了一千多年的亞里士多德“落體定律”，建立了正確的“自由落體定律”，即在忽略空氣阻力的情況下，不同重量的球同時落到地面，下落速度與重量無關。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年的一天，伽利略同時扔下一個10磅重的鐵球和一個1磅重的鐵球，它們幾乎同時落地。在場的參賽者無不目瞪口呆，聳聳肩膀，笑著走開。但伽利略的著作中并沒有明確寫明實驗是在比薩斜塔上進行的。因此，近年來對此一直存在爭議。
伽利略對運動的基本概念，包括重心、速度、加速度等進行了細致的研究，并給出了嚴格的數學表達形式。他在滾球實驗中，推導出力與加速度的關系，證明了在重力作用下，無論物體的質量如何，所得到的加速度都是一樣的。這是力學史上的里程碑。有了伽利略的重力與加速度的關系，牛頓才得以把重力推廣到一切力，這一關系適用；再加上作用于其上的力與物體質量的關系，就成了牛頓第二運動定律。這樣，力學的動力學部分才得以在科學的基礎上建立起來。在伽利略之前，只有靜力學部分才有定量的描述。
伽利略正式提出了慣性定律。1553年，他做了一個實驗，讓一個球從斜面上滾下來，并得出結論：運動的物體將始終保持其原始速度，除非受到外力（通常是摩擦力）的作用。他稱之為慣性原理：“水平運動的物體將繼續沿同一方向以同一速度運動，除非受到外力的干擾。”牛頓后來將伽利略的慣性原理稱為他的第一運動定律。
伽利略還發展了相對論的基本原理，即任何勻速直線運動的系統，其物理定律都是相同的，不存在絕對的運動或靜止。這一原理是牛頓運動定律的框架，也是愛因斯坦在速度接近光速時的相對論的框架。可見，伽利略是牛頓運動定律和愛因斯坦相對論的先驅。
伽利略還提出了合力定律、拋體運動定律，建立了伽利略相對性原理。伽利略對力學的貢獻是多方面的，這在他晚年所寫的力學著作《關于兩門新科學的論述和數學證明》中有詳盡的描述。在這部不朽著作中，除了動力學，還有很多關于材料力學的內容。例如，他闡述了梁的彎曲試驗和理論分析，正確地確定了梁的彎曲能力與幾何尺寸之間的力學相似關系。他指出，對于長度相等的圓柱梁，彎矩與半徑的立方成正比。他還對集中載荷下的簡支梁進行了分析，正確地指出最大彎矩是在載荷作用下，與其到兩支點距離的乘積成正比。伽利略還分析了梁彎曲理論在實際應用中應注意的問題，指出工程結構的尺寸不宜過大，因為它們在自重作用下會遭到破壞。 他通過實驗得出的結論是，當動物體型減小時，其身體力量并不會相應減小。他說：“一只小狗也許能背著兩三只體型相同的狗，但我相信一匹馬可能連一匹與自己體型相同的馬都背不起來。”
天文學
他是第一個用望遠鏡觀察天體的科學家，取得了許多成果。這些成果包括：發現月球表面凹凸不平，木星有四顆衛星（現稱伽利略衛星），太陽黑子和太陽自轉，金星和木星的盈虧，銀河系由無數恒星組成。他用實驗證實了哥白尼的“日心說”，徹底否定了統治了一千多年的亞里士多德和托勒密的“地心說”。
哲學
他一生堅持與唯心論和教會的經院哲學作斗爭，主張用具體的實驗去認識自然規律，認為經驗是理論認識的源泉。他不承認世界上存在著掌握真理的絕對真理和絕對權威，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。這些觀點對唯物主義哲學的發展具有重要意義。但由于歷史的局限性，他強調只有能夠概括為量的特征的物質性質才是客觀存在的。
伽利略因支持日心說而入獄后，便“放棄”了日心說。他說：“考慮到各種障礙，兩點之間最短的距離不一定是直線。”正是因為有這樣的想法，他的暫時放棄換來了永恒的支持。他沒有像布魯諾那樣英勇犧牲，卻能繼續為科學貢獻自己的力量。
物理實驗儀器的研制
伽利略不僅親自設計和演示了許多實驗，還親自研制了許多實驗儀器，技術知識豐富，制造技藝精湛，他所創造的許多實驗儀器在當時和后世都產生了很大的影響，下面列舉其中的幾種：
（1）浮力天平，這是一種利用浮力的原理，快速測定金銀器皿、首飾中金銀含量比例的直讀儀器，這種儀器當時已用于金銀首飾、器皿的交易中。
（2）溫度計。伽利略發明的溫度計是一種開放式液體溫度計，玻璃管內裝有有色的水和酒精，液面與大氣相通。這其實是溫度計和氣壓計的混合體，因為他當時對大氣壓力的變化還沒有清晰的認識。盡管如此，它的學術價值仍然很大，溫度成為客觀的物理量，不再是一個不確定的主觀感覺。
（3）望遠鏡。伽利略制造的望遠鏡能觀察物體的正立像。經過改進，其放大倍數由3倍逐漸增加到33倍。它不僅能指向星空，還能用在艦船上和堡壘上，取得了前所未有的豐碩發現。這種望遠鏡結構簡單，但其放大倍數和分辨率受到球面像差和色差的極大限制。
著名實驗傳奇：1590年，出生于比薩的意大利物理學家伽利略在比薩斜塔上進行了自由落體實驗，他同時從同一高度落下兩個不同重量的球體，結果兩個鉛球同時落地，由此發現了自由落體定律，推翻了亞里士多德以前認為重的物體會先落地，下落速度與物體的質量成正比的觀點。
伽利略在比薩斜塔進行自由落體實驗的故事，在他的學生維維亞尼（1622-1703）于1654年（1717年出版）所著的《伽利略生平史》一書中有所記載，但伽利略、比薩大學和同時代的人都沒有記載這次實驗。關于伽利略是否進行過比薩斜塔自由落體實驗，歷史上一直存在著兩??種不同的觀點，一種是支持，一種是反對。
人物軼事：眼睛盯著天花板
有一次，他站在比薩大教堂里，一動不動地盯著天花板。他在做什么呢？原來，他正用右手按著左手的脈搏，看著天花板上的燈來回擺動。他發現，雖然燈的擺動越來越弱，每次擺動的距離也逐漸縮短，但每次擺動所需的時間卻是一樣的。于是，伽利略就做了一個適當長度的鐘擺，并測量了脈搏的快慢和均勻度。由此，他發現了鐘擺的規律。時鐘就是根據他發現的這個規律制作出來的。
如果你輟學，就自學努力學習
家庭的貧困，迫使伽利略早早離開了大學。輟學后，伽利略在家繼續攻讀數學。由于他不斷的努力，他在數學研究中取得了優異的成績。同時，他還發明了比重標尺，并撰寫了一篇題為《固體的重心》的論文。此時，21歲的伽利略已名滿全國，人們稱他為“近代的阿基米德”。在他25歲時，比薩大學破例聘請他擔任數學教授。
個人引言
“追求科學需要特別的勇氣。思考是人類最大的快樂。”
“生活就像一塊鐵砧。敲擊得越多，產生的火花就越多。”
“你不能教別人任何東西，你只能幫助他們發現一些東西。”
“科學不是一個人的事”
“真理并不存在于布滿塵埃的權威著作中，而是存在于宇宙和自然的偉大無字書中。”
“世界是一本用數學語言寫成的書。”
“一切推理都必須源于觀察和實驗。”——伽利略
