人物简介伽利略（1564－1642），意大利物理学家、天文学家、哲学家，近代实验科学的先驱。
1590年，伽利略在比萨斜塔上进行了著名的“两个铁球同时坠落地面”实验，推翻了亚里士多德“物体下落速度与物体重量成正比”的理论，纠正了这个持续1900年的错误结论。
1609年，伽利略发明了天文望远镜（后来称伽利略望远镜），并用它观察天体，发现了月球表面凹凸不平，并亲手绘制了第一张月球地图。
1610年1月7日，伽利略发现了木星的四颗卫星，为哥白尼学说提供了有力的证据，标志着哥白尼学说胜利的开始。借助望远镜，伽利略还发现了土星环、太阳黑子、太阳自转、金星和水星的盈亏、月球的昼夜平动和月昼夜平动，以及银河系由无数恒星组成等。这些发现开创了天文学的新纪元。
伽利略著有《星空信使》、《关于太阳黑子的书信》、《关于两大世界体系——托勒密和哥白尼的对话》和《关于两门新科学的论述和数学论证》。
为了纪念伽利略的功绩，人们把木卫一、木卫二、木卫三、木卫四都命名为伽利略卫星，并纷纷赞颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙。”
职业生涯 1. 早年
1583年，伽利略注意到比萨大教堂吊灯的摆动，于是用一根绳子吊着的铜球模拟实验，证实了小摆动的等时性，以及摆长对周期的影响。他发明了脉搏计，用于测量短时间间隔。1585年，他因贫困辍学，当了一名家庭教师，但仍努力自学。1586年，他发明了浮力天平，并撰写了论文《小天平》。
1587年，他带着有关固体重心计算方法的论文来到罗马大学，拜见了著名数学家、历法学家克拉维斯教授，受到高度评价和鼓励。克拉维斯则把罗马大学瓦拉教授的逻辑学和自然哲学讲座送给他伽利略实验图片，这对他日后的工作有很大帮助。
1588年，他在佛罗伦萨学院就但丁《神曲》中炼狱人物的构想作了一次学术演讲，他的文学和数学才华受到高度赞扬。次年，他发表了一篇论文，介绍了几种计算固体重心的方法，其中包括几条静力学的新定理。由于这些成就，当年比萨大学聘请他讲授几何学和天文学。次年，他发现了摆线。当时比萨大学的教科书全部由亚里士多德学派的学者撰写，书中充斥着神学和形而上学的教条。伽利略经常对此表示尖锐的反对，在学校里遭到了学校的歧视和排斥。1591年，父亲病逝，家庭负担加重，他便决定离开比萨。
2. 帕多瓦时期
1592年伽利略实验图片，伽利略转入帕多瓦大学任教。帕多瓦属于威尼斯公国，距离罗马较远，不受罗马教廷直接控制，学术思想比较自由。在这种良好的氛围中，他经常参加校内外各种学术文化活动，与持有各种思想观点的同事进行辩论。此时，他一边吸收前辈N.F.塔尔塔利亚、G.B.贝内德蒂、F.科门迪诺等数学、力学研究成果，一边经常参观工厂、车间、矿山和各种军事、民用工程，结交各行各业的技术人员，帮助他们解决技术难题，并从他们身上学习生产技术知识和各种新经验，受到启发。在此期间，他深入系统地研究了落体运动、抛射运动、静力学、水力学以及一些土木工程和军事建筑；发现了惯性原理，研制了温度计和望远镜。
1597年，他从开普勒手中得到一本《神秘的宇宙》，开始相信日心说，承认地球有公转和自转两种运动，但此时他对柏拉图的圆周运动是最自然、最完美的思想深有感触，对开普勒的行星椭圆轨道理论不感兴趣。
1604年，天空出现超新星，光芒长达18个月。他趁机在威尼斯进行几次科普演讲，宣传哥白尼学说。由于他的演讲精彩纷呈，听众人数逐渐增多，最后达到千余人。
1609年7月，有传闻说一位荷兰眼镜商发明了一种望远镜供人观赏。他虽然没有见过实物，但经过几天的思考，他用风琴管和凸凹透镜制作了一架望远镜，放大倍数为3，后来又增加到9。他邀请威尼斯的参议员到塔顶观看望远镜所见的远景，观众们无不大为惊讶。参议院随即决定任命他为帕多瓦大学的终身教授。
1610年初，他把望远镜的倍数提高到33倍，用它观察太阳、月亮和星体。他有许多新发现，如月球表面凹凸不平，月球和其他行星发出的光是太阳的反射，水星有四颗卫星，银河系是无数发光体的集合，土星有变化多端的椭圆形等等，开辟了天文学的新天地。同年3月，他出版了《星空使者》一书，震惊了整个欧洲。后来，他又发现金星的盈亏和大小变化，为日心说提供了有力的支持。伽利略后来回顾自己在帕多瓦的18年时，认为这是他一生中工作最多、感觉最舒适的时期。事实上，这也是他一生中取得学术成就最多的时期。
3. 托斯卡纳时期
伽利略20多年在物理学和天文学方面取得的丰硕成果，激起了他更大的学术抱负。为了有充足的时间投入科学研究，1610年春，他辞去了大学教职，接受托斯卡纳大公爵的邀请，出任宫廷首席数学家和哲学家以及比萨大学首席数学教授的荣誉职位。
为了保护科学不受教会的干涉，伽利略多次前往罗马。1611年，他第二次前往罗马，力图赢得宗教界、政界和学术界对他的天文发现的承认。他受到罗马上层人士的热烈欢迎，包括教皇保罗五世和几位资深主教。神父们承认他的观察，但不同意他的解释。同年5月，在罗马大学的一次会议上，几位高级神父公开宣布了伽利略的天文成就。同年，他观察了太阳黑子及其运动，将黑子的运动规律与圆周运动的投影原理进行了对比，证明了黑子是在太阳表面；他还发现太阳在自转。1613年，他发表了三篇讨论太阳黑子问题的书信手稿。此外，1612年，他还出版了《水中浮体对话录》一书。
1615年，一个狡猾的教士集团和教会中许多敌视伽利略的人联合起来攻击伽利略为哥白尼学说辩护的论据，指责他违背了基督教义。伽利略得知这一消息后，于当年冬天第三次前往罗马，力图恢复自己的名誉，请求教廷不要因他坚持哥白尼的观点而惩罚他，也不要公开压制他对哥白尼学说的宣传。教廷默许了前一个要求，但拒绝了后一个要求。1616年，教皇保罗五世颁布了著名的“1616禁令”，禁止他以口头或书面形式坚持、教授或辩护日心说。
1624年，他第四次前往罗马，希望老友、新任教皇乌尔班八世能够同情和理解他的愿望，以保持新兴科学的活力。他六次会见教皇，试图解释日心说可以与基督教教义相协调，称“圣经教人如何进入天堂，而不是天体如何运动”；并以此说服一些大主教，但无济于事。乌尔班八世坚持“1616年禁令”不变；只允许他写一本介绍日心说和地心说的书，但不能偏向两种理论，两种理论都应以数学假设的形式写出来。在这一年的艰苦努力中，他研制出了一种“能把苍蝇放大到母鸡大小”的显微镜。
此后六年，他写成了《关于两大世界体系——托勒密和哥白尼的对话》一书。1630年，他第五次前往罗马，获得了该书的“出版许可”。该书最终于1632年出版。该书表面上保持中立，但实际上为哥白尼体系辩护，并在多处含蓄地嘲讽教皇和主教，远远超出了讨论数学假设的范畴。书中诙谐幽默，被列为意大利文学史上的文学巨著。
4. 梵蒂冈的迫害及后来的生活
《对话》出版半年后，梵蒂冈下令停止这本书的销售，认为作者公然违反了“1616年禁令”，问题严重，需要紧急审查。原来，有人指使教皇乌尔班八世说伽利略在《对话》中发表了一些荒谬而错误的言论，用的是头脑简单、保守的辛普利西奥的惯用语，这让他十分恼怒。当初支持他当教皇的那群人极力主张严惩伽利略，而神圣罗马帝国和西班牙王国则认为如果纵容伽利略，将对各国异端邪说产生重大影响，并发出联名警告。在这些内外压力和教唆之下，教皇不顾旧交，于当年秋天下令将伽利略送往罗马宗教裁判所进行审判。
年近七十、体弱多病的伽利略被迫在严冬中赶赴罗马，在严刑拷打的威胁下被审问了三次，不准辩护。几经折磨后，他终于在1633年6月22日在圣玛利亚修道院大厅被10位红衣主教宣判，主要罪名是违反“1616年禁令”和圣经教义。伽利略被迫跪在冰冷的石地上，在教廷起草的“供词”上签字。主审法官宣布：伽利略被判处终身监禁；《对话》必须烧毁，禁止出版或重印他的其他著作。这一判决立即通知整个天主教世界，所有有大学的城市都要聚集宣读，以儆效尤。
伽利略既是一位勤奋的科学家，又是一位虔诚的天主教徒。他坚信科学家的使命是探索自然规律，而教会的职能是管理人们的灵魂，两者不应互相侵犯。因此，他在审判前不愿逃跑，在审判时也未公开反抗，而是始终服从教廷的处置。他认为教廷在神学范围之外行使权力是极其不明智的，但他只能在私下里表示不满。显然，G.布鲁诺火刑和T.康帕内拉这两位杰出的意大利哲学家长期监禁的经历，给他的精神蒙上了可怕的阴影。
宗教裁判所的判决随后改为软禁，并指派他的学生兼老友大主教A.皮科洛米尼看守他在锡耶纳的私人住所，禁止他会见来访者，每天要上交书面材料。在皮科洛米尼的悉心照料和鼓励下，伽利略恢复了精神，接受了皮科洛米尼的建议，继续研究没有争议的物理问题。于是他依然沿用《对话录》中的三个对话人物，以对话的形式和更简单的文笔，将自己最成熟的科学思想和研究成果写成了《关于两门新科学的对话录》和《关于数学证明的对话录》。这两门新科学指的是材料力学（见弹性力学）和动力学。这份手稿完成于1636年。由于教会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带出国外，并于1638年在荷兰莱顿出版。
就在伽利略入住皮科洛米尼家五个月后，有人给梵蒂冈写了一封匿名信，指责皮科洛米尼对伽利略过分优待。梵蒂冈命令伽利略于同年 12 月搬回佛罗伦萨附近阿切特里的旧居，由他的大女儿弗吉尼亚照顾，同样对他严加管束。弗吉尼亚悉心照顾父亲，但四个月后就去世了。
伽利略多次请求外出就医，未获准，1637年双目失明，次年被允许住在儿子家中。这期间，除了托斯卡纳大公外，英国著名诗人、政治评论家J.弥尔顿、法国科学家、哲学家P.伽桑狄都来看望他。他的学生、老友B.卡斯特利也与他探讨利用木星卫星计算地面经度的问题。此时，梵蒂冈对他的限制和监视已明显放松。
1639年夏，伽利略获准收聪明好学的18岁青年维维亚尼为最后一个学生，并对他悉心照料。他对这个年轻人十分满意。1641年10月，卡斯特利介绍他的学生、前秘书托里拆利随行，与这位盲眼老科学家讨论如何利用摆的等时性设计机械钟，还讨论了碰撞理论、月球的天动、大气压下矿井中水柱的高度等问题。因此，伽利略直到去世仍从事科学研究。
1642年1月8日，利洛因病去世，他的葬礼匆忙而简单，直到下个世纪，他的遗体才被移至家乡的大教堂。
科学的不断发展，迫使梵蒂冈于1757年宣布解禁哥白尼《天体运行论》；1882年，罗马教皇无奈承认了日心说。1979年11月10日，梵蒂冈教皇约翰·保罗二世代表梵蒂冈公开为伽利略平反，认为300多年前梵蒂冈对伽利略的迫害是一个严重的错误。这表明朝廷终于承认了伽利略关于宗教不应干涉科学的主张。
主要贡献机制
伽利略是第一位把实验引入力学的科学家，他把实验和数学结合起来，确定了一些重要的力学定律。1582年前后，他经过长期的实验观察和数学计算，得到了单摆的等时性定律。随后，他因经济困难于1585年辍学。在离开比萨大学期间，他深入研究了欧几里得、阿基米德等古希腊学者的著作。他根据杠杆和浮力的原理，写出了第一篇论文《平衡》。不久，他又写出了《论万有引力》，首次揭示了引力和重心的本质，并给出了精确的数学表达式，从而使他声名鹊起。同时，他也对亚里士多德的许多观点提出了质疑。
1589年至1591年间，伽利略对落体作了细致的观察。他从实验和理论上否定了统治了一千多年的亚里士多德“落体定律”，建立了正确的“自由落体定律”，即在忽略空气阻力的情况下，不同重量的球同时落到地面，下落速度与重量无关。根据伽利略晚年的学生V.维维亚尼的记载，落体实验是在比萨斜塔上公开进行的：1589年的一天，伽利略同时扔下一个10磅重的铁球和一个1磅重的铁球，它们几乎同时落地。在场的参赛者无不目瞪口呆，耸耸肩膀，笑着走开。但伽利略的著作中并没有明确写明实验是在比萨斜塔上进行的。因此，近年来对此一直存在争议。
伽利略对运动的基本概念，包括重心、速度、加速度等进行了细致的研究，并给出了严格的数学表达形式。他在滚球实验中，推导出力与加速度的关系，证明了在重力作用下，无论物体的质量如何，所得到的加速度都是一样的。这是力学史上的里程碑。有了伽利略的重力与加速度的关系，牛顿才得以把重力推广到一切力，这一关系适用；再加上作用于其上的力与物体质量的关系，就成了牛顿第二运动定律。这样，力学的动力学部分才得以在科学的基础上建立起来。在伽利略之前，只有静力学部分才有定量的描述。
伽利略正式提出了惯性定律。1553年，他做了一个实验，让一个球从斜面上滚下来，并得出结论：运动的物体将始终保持其原始速度，除非受到外力（通常是摩擦力）的作用。他称之为惯性原理：“水平运动的物体将继续沿同一方向以同一速度运动，除非受到外力的干扰。”牛顿后来将伽利略的惯性原理称为他的第一运动定律。
伽利略还发展了相对论的基本原理，即任何匀速直线运动的系统，其物理定律都是相同的，不存在绝对的运动或静止。这一原理是牛顿运动定律的框架，也是爱因斯坦在速度接近光速时的相对论的框架。可见，伽利略是牛顿运动定律和爱因斯坦相对论的先驱。
伽利略还提出了合力定律、抛体运动定律，建立了伽利略相对性原理。伽利略对力学的贡献是多方面的，这在他晚年所写的力学著作《关于两门新科学的论述和数学证明》中有详尽的描述。在这部不朽著作中，除了动力学，还有很多关于材料力学的内容。例如，他阐述了梁的弯曲试验和理论分析，正确地确定了梁的弯曲能力与几何尺寸之间的力学相似关系。他指出，对于长度相等的圆柱梁，弯矩与半径的立方成正比。他还对集中载荷下的简支梁进行了分析，正确地指出最大弯矩是在载荷作用下，与其到两支点距离的乘积成正比。伽利略还分析了梁弯曲理论在实际应用中应注意的问题，指出工程结构的尺寸不宜过大，因为它们在自重作用下会遭到破坏。 他通过实验得出的结论是，当动物体型减小时，其身体力量并不会相应减小。他说：“一只小狗也许能背着两三只体型相同的狗，但我相信一匹马可能连一匹与自己体型相同的马都背不起来。”
天文学
他是第一个用望远镜观察天体的科学家，取得了许多成果。这些成果包括：发现月球表面凹凸不平，木星有四颗卫星（现称伽利略卫星），太阳黑子和太阳自转，金星和木星的盈亏，银河系由无数恒星组成。他用实验证实了哥白尼的“日心说”，彻底否定了统治了一千多年的亚里士多德和托勒密的“地心说”。
哲学
他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作斗争，主张用具体的实验去认识自然规律，认为经验是理论认识的源泉。他不承认世界上存在着掌握真理的绝对真理和绝对权威，反对盲目迷信。他承认物质的客观性、多样性和宇宙的无限性。这些观点对唯物主义哲学的发展具有重要意义。但由于历史的局限性，他强调只有能够概括为量的特征的物质性质才是客观存在的。
伽利略因支持日心说而入狱后，便“放弃”了日心说。他说：“考虑到各种障碍，两点之间最短的距离不一定是直线。”正是因为有这样的想法，他的暂时放弃换来了永恒的支持。他没有像布鲁诺那样英勇牺牲，却能继续为科学贡献自己的力量。
物理实验仪器的研制
伽利略不仅亲自设计和演示了许多实验，还亲自研制了许多实验仪器，技术知识丰富，制造技艺精湛，他所创造的许多实验仪器在当时和后世都产生了很大的影响，下面列举其中的几种：
（1）浮力天平，这是一种利用浮力的原理，快速测定金银器皿、首饰中金银含量比例的直读仪器，这种仪器当时已用于金银首饰、器皿的交易中。
（2）温度计。伽利略发明的温度计是一种开放式液体温度计，玻璃管内装有有色的水和酒精，液面与大气相通。这其实是温度计和气压计的混合体，因为他当时对大气压力的变化还没有清晰的认识。尽管如此，它的学术价值仍然很大，温度成为客观的物理量，不再是一个不确定的主观感觉。
（3）望远镜。伽利略制造的望远镜能观察物体的正立像。经过改进，其放大倍数由3倍逐渐增加到33倍。它不仅能指向星空，还能用在舰船上和堡垒上，取得了前所未有的丰硕发现。这种望远镜结构简单，但其放大倍数和分辨率受到球面像差和色差的极大限制。
著名实验传奇：1590年，出生于比萨的意大利物理学家伽利略在比萨斜塔上进行了自由落体实验，他同时从同一高度落下两个不同重量的球体，结果两个铅球同时落地，由此发现了自由落体定律，推翻了亚里士多德以前认为重的物体会先落地，下落速度与物体的质量成正比的观点。
伽利略在比萨斜塔进行自由落体实验的故事，在他的学生维维亚尼（1622-1703）于1654年（1717年出版）所著的《伽利略生平史》一书中有所记载，但伽利略、比萨大学和同时代的人都没有记载这次实验。关于伽利略是否进行过比萨斜塔自由落体实验，历史上一直存在着两种不同的观点，一种是支持，一种是反对。
人物轶事：眼睛盯着天花板
有一次，他站在比萨大教堂里，一动不动地盯着天花板。他在做什么呢？原来，他正用右手按着左手的脉搏，看着天花板上的灯来回摆动。他发现，虽然灯的摆动越来越弱，每次摆动的距离也逐渐缩短，但每次摆动所需的时间却是一样的。于是，伽利略就做了一个适当长度的钟摆，并测量了脉搏的快慢和均匀度。由此，他发现了钟摆的规律。时钟就是根据他发现的这个规律制作出来的。
如果你辍学，就自学努力学习
家庭的贫困，迫使伽利略早早离开了大学。辍学后，伽利略在家继续攻读数学。由于他不断的努力，他在数学研究中取得了优异的成绩。同时，他还发明了比重标尺，并撰写了一篇题为《固体的重心》的论文。此时，21岁的伽利略已名满全国，人们称他为“近代的阿基米德”。在他25岁时，比萨大学破例聘请他担任数学教授。
个人引言
“追求科学需要特别的勇气。思考是人类最大的快乐。”
“生活就像一块铁砧。敲击得越多，产生的火花就越多。”
“你不能教别人任何东西，你只能帮助他们发现一些东西。”
“科学不是一个人的事”
“真理并不存在于布满尘埃的权威著作中，而是存在于宇宙和自然的伟大无字书中。”
“世界是一本用数学语言写成的书。”
“一切推理都必须源于观察和实验。”——伽利略
