伽利略是歐洲歷史上最具開創性的科學家，他對17世紀的自然科學與世界觀的發展有著作出了重大貢獻。從伽利略及牛頓的實驗科學，是近代自然科學的開始。伽利略也被後世尊為“近代力學之父”、“現代科學之父”。他的科學成果為牛頓理論體系的建立奠定了基礎！
伽利略從實驗中總結出的自由落體定律、慣性定律及伽利略相對性原理，推翻了亞里士多德的許多臆斷，為經典力學的創立奠定了基礎。反駁了托勒密的地心體系，有力的支持了哥白尼的“日心說”。他以系統的實驗與觀測推翻了純屬思辯傳統的自然觀，開創了以實驗事實為根據並具備嚴密邏輯體系的近代科學。
然而，伽利略公開支持“日心說”的行為，對當時嚴密統治的歐洲來說，是會被視為對教會權威的挑戰，甚至會被歸為“異端”，遭受瘋狂的打壓與迫害的！正如伽利略本人說過的：追求科學需要特殊的勇氣！而伽利略顯然並不缺乏這種勇氣。或者說，在上帝與自然科學之間，他更熱愛後者。本期，就讓我們一起探討這位偉大的科學巨匠背後的故事。
伽利略·伽利萊
伽利略·伽利萊，文藝復興後期意大利著名數學家、物理學家及天文學家。他是利用望遠鏡觀察天體取得豐碩成果的第一人，還是歷史上最早對動力學作出定量研究的人。
1564年2月25日，伽利略出生於意大利西部海域比薩城中一個沒落的貴族家庭。他的父親芬琴齊奧·伽利萊精通音樂理論及聲樂，主要著作有《音樂對話》，並且對數學也頗有造詣。受父親影響，伽利略從小就對音樂、詩歌、繪畫和機械極感興趣，不迷信權威。
1572年，伽利略開始上小學。
1575年，伽利略一家遷居佛羅倫薩，12歲的伽利略進入佛羅倫薩附近的瓦洛姆布洛薩修道院學習。
1581年，已經17歲的伽利略，遵從父親的意願到比薩大學學醫。但他感興趣的是數學、物理及儀器製造。其中，最擅長數學和物理。於1582年前後，經過長久的實驗觀察與數學推算，發現了擺的等時性定律。
伽利略畫像
1583年，伽利略在比薩教堂裡，無意中發現懸燈的擺動很有規律。於是，他用線懸銅球做模擬（單擺）實驗，確證了微小擺動的等時性及擺長對週期的影響。發明了著名的鐘擺原理，並由此創制了脈搏計用來測量短時間間隔。
1586年，伽利略寫出論文《天平》，他結合阿基米德的浮力原理和槓桿原理，獲得了精密的測量方法，發明了用以測定合金成分的“液體靜力天平”，迅速在學術界引起注意，被讚譽為——當代的阿基米德。次年，他來到羅馬大學，帶著關於固體重心算法論文求見當時著名的數學家兼曆法家克拉維烏斯教授。克拉維烏斯看過他的論文後，給予了他充分的肯定與鼓勵，並贈予他羅馬大學教授P.瓦拉的自然哲學講義及邏輯講義。
1588年，伽利略於佛羅倫薩研究院做關於《神曲》中關於煉獄圖形構想的學術演講，其文學與數學才華進一步得到肯定。次年，發表了包括若干靜力學新定理在內的，關於幾種固體重心計算法的論文。同年，年僅25歲的伽利略便受到比薩大學的聘請，擔任數學教授。於第二年發現了擺線。
1589年——1591年，伽利略對物體的自由下落運動做了細緻的觀察，並且，根據他的學生V.維維亞尼的記述，1590年，伽利略在比薩斜塔上做了著名的自由落體實驗。推翻了亞里士多德統治了西方學術界近2000年的，重物比輕物下落快的運動觀點（但此事在伽利略的著作中並無記載，因此也有部分學者認為此事並不可靠）。而歷史上記載的第一個完成自由落體實驗的是荷蘭人斯臺文。據《自然科學史》記載，1586年，斯文臺使用兩個重量不同的鉛球完成了該實驗，證明了亞里士多德理論的錯誤！
比薩斜塔的自由落體實驗
1591年，伽利略父親病逝。次年，伽利略轉到帕多瓦大學任教。帕多瓦遠離羅馬，屬威尼斯公國。教廷對此地的影響力較弱，這裡的學術思想比較自由。伽利略在這段時期裡，深入而系統的研究了靜力學、水力學、落體運動、拋射體運動以及一些土木建築、軍事建築等，發現了慣性原理。並於1593年，發明了第一支空氣溫度計。
1597年，伽利略閱讀了開普勒贈予的《神秘的宇宙》一書，開始相信“日心說”。但此時的受他柏拉圖的遠運動最自然最完善的思想影響太深，對開普勒的行星橢圓軌道理論卻不置可否。
1604年冬，南方天空突然出現一顆超新星，亮光持續長達18個月，引發人們各種猜測。伽利略趁此機會宣傳哥白尼學說，在威尼斯做了幾次科普演講！
1609年7月，伽利略聽聞荷蘭一位眼鏡商人利帕希發明了一種供人玩賞的望遠鏡。不久，他的一個學生從巴黎來信說：儘管不知道利帕希是怎麼做的，但可以肯定他是製造了一個，可以使物體放大許多倍的鏡管。這為伽利略提供了靈感，他在未見實的情況下，思考並實驗數日，最終用風琴管及凹凸鏡各一片，創制了一具天文望遠鏡（後稱伽利略望遠鏡），倍率為3，後提高到9。參議院隨後決定：任伽利略為帕多瓦大學終身教授。
伽利略望遠鏡
1610年春，伽利略辭去大學職務，移居佛羅倫薩。受託斯卡納公國大公的聘請，任宮廷首席數學家與哲學家以及比薩大學首席數學教授職務。並於年初，將望遠鏡倍率提升至33，用以觀測天體。他發現隨著隨著望遠鏡倍率提高，所見恆星數目也相應增加；宇宙由無數的單個恆星組成；月球表面是崎嶇不平的，並繪製了第一幅月面圖；木星有4個衛星，後被命名為伽利略衛星（實際上，只是眾多木星衛星中最大的4個）。同年3月，他將自己的天文成果著成《星際信使》一書，於威尼斯出版。在當時的歐洲引發巨大轟動，人們不禁驚歎：哥倫布發現了新大陸，伽利略發現了新宇宙。隨後，他又發現了金星的盈虧及大小變化，對日心說提供了強有力的支持。
1611年，伽利略第二次到羅馬，受到教皇保羅五世等人的熱情接待，並被林嗣科學院聘為院士。當時的耶穌會神父們認可他的觀測事實，但不認同他的解釋。同年5月，幾位高職位的神父在羅馬大學大會上，公開宣佈了伽利略的天文學成果。同年，他觀測到了太陽黑子及其運動，對比黑子的運動規律與圓運動的投影原理，論證了黑子是日面上的現象。他還發現太陽的自轉現象，並由黑子在太陽表面的自轉週期，得出太陽的自轉週期為28天，接近於實際的27.35天。於1613年，發表了3篇關於太陽黑子問題的通信稿——《關於太陽黑子的通信》。
1612年，伽利略的《水中浮體對話集》出版。
1615年，伽利略給克利斯廷娜公爵夫人寫了一封信，信中說到：“我要請求這些聰明細心的神父們，認真考慮一下臆斷性原理與實驗性原理兩者間的區別。需知道，做實驗工作的教授們的主張可不是隻憑主觀意願來決定的。”不幸的是，不久，他就受到了敵對人士的聯合攻擊，以伽利略為哥白尼學說辯護的論點，控告他違反基督教義。伽利略不得不第三次到羅馬，希望挽回自己的聲譽。最終，教會默許他保持哥白尼觀點，並未作出處罰。但於次年，教皇保羅五世卻下達了著名的“1616禁令”，禁止他以任何口頭、文字的形式保持或傳授、捍衛“日心說”。
1624年，伽利略認為自己已經找到了苦苦尋覓的證明，於是第四次到羅馬。而他的故友馬菲里奧·巴爾貝里尼，此時已經加冕成為教皇烏爾邦八世。他先後六次覲見新教皇，他在會談中向教皇保證自己已經找到了地球運動的證據。並試圖說明日心說與基督教義並不衝突，他還企圖說服一些大主教：“聖經是教人如何進天國的，而不是教人知道天體是怎麼運轉的”。烏爾邦八世堅持“1616禁令”不變，但允許他寫一本同時介紹日心說與地心說的書，但不能對兩種學說有所偏倚，並都寫成數學假設性的。也是在這一年，伽利略還抽時間研製出一臺，據說“可將蒼蠅放大到母雞般大小”的顯微鏡。
1630年，伽利略撰寫了《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系對話》，並第五次到羅馬，取得了該書的出版許可權。
1632年，這本被列為意大利文學史上的文學名著正式出版。書中表面上保持中立，可實際上卻在為哥白尼學說辯護，還多處暗含對主教與教皇的嘲諷，整體筆調詼諧，但已明顯超出了以數學假設進行討論的範疇。在僅僅出版6個月後，便被教廷勒令停售。並且，在內外壓力及挑唆下，教皇不顧舊交，於同年秋，向伽利略發出了到羅馬宗教裁判所受審的指令。已經68歲高齡的伽利略在嚴冬中被迫抱病前往羅馬。
對伽利略的審判
對伽利略的審判牽涉了包含教會神學、法律與數學在內的諸多技術細節。伽利略在之後的辯護書中，承認自己在沒有充足證據的情況下，將日心說做為事實推廣的行為是不應該的。並承諾再也不這麼做了。控辯雙方均同意達成一個折中方案。但就在最後一刻（原因至今成迷），宗教裁判所駁回了該控辯合約。
1633年6月22日，由10名樞機主教在聖瑪麗修女院大廳中，對伽利略作出最終裁決。年近七旬且體弱多病的伽利略跪在冷硬的地板上被迫認罪，並在宣佈自己以前言論無效的“悔過書”上簽字。主審官宣判道：判處伽利略終身監禁；《對話》必須焚絕，禁止重印或出版他的其他作品。此判決書即刻通報整個天主教世界，但凡設有大學的城市均聚眾宣讀，藉此以一儆百。
隨後，宗教裁判所將判決改為在家軟禁，指定由他的學生和故友皮柯羅米尼大主教在錫耶納的私宅中負責看護。每日所寫材料需要上繳，並禁止會客。但剛過5個月，便有人向教廷匿名舉報皮柯羅米尼厚待伽利略。於是，教廷勒令伽利略於該年12月遷往佛羅倫薩附近的阿切特里的故居，禁例不變，由他的大女兒維姬尼亞負責照顧。不幸的是，維姬尼亞在4個月後先於他病逝了。
1634年，伽利略將他最成熟的科學思想及科研成果撰寫成一本力學著作——《關於兩門新科學的談話和數學證明》。書中兩門新科學指動力學及材料力學（見彈性力學）。書稿於1636年便已完成，但由於教會的禁令，伽利略只得託一位威尼斯故友秘密攜帶出境，於1638年，在荷蘭萊頓正式出版。
1637年，伽利略在多次要求外出治病，均遭拒絕的情況下，視力日漸下降！在此期間，他發現了月亮的週日及周月天平動。次年，雙目失明的伽利略才被准許住進其子家中。在這期間，他仍堅持科學研究，與他的學生卡斯泰裡討論了利用木衛星計算地面經度的問題。
1639年夏，伽利略獲准接受他最後一位學生——聰明好學的18歲青年維維亞尼。並留在他身邊照看他，他對這個學生十分滿意。
1641年，已經失明的伽利略，讓兒子幫他繪製了擺鐘設計圖。10月，卡斯泰裡介紹他的秘書托里查理還有他的學生前來陪伴。他們與這位一生坎坷、雙目失明的老人一起討論怎樣應用擺鐘的等時性來設計機械鐘，並討論了月球的天平動、碰撞理論及大氣壓下礦井水柱的高度等問題。直至臨終前，伽利略仍投身於他熱愛的科學研究。
1942年1月8日凌晨，這位為科學與真理奉獻了一生的科學巨人病逝於阿切特里，享年78歲（同年，艾薩克·牛頓誕生）。葬儀草率簡陋，直至下個世紀，他的遺骨被遷回了家鄉的大教堂。
1979年11月10日，羅馬教皇在公開集會上宣佈：1633年對伽利略的宣判是不公平的。於1980年10月，正式提出重申，並在羅馬由有不同宗教信仰的世界科學家組成委員會來研究“伽利略事件”的始末，研究伽利略學說的科學價值及其對現代科學思想的貢獻，研究宗教與科學的關係。直至1992年才最終平反，宣佈伽利略無罪。
伽利略
伽利略提倡數學與實驗相結合的方法，反對經院哲學的神秘思辯，主張用實驗—數學方法來研究自然規律。這也是他對近代科學最重要的貢獻。愛因斯坦曾評價道：伽利略的發現及他使用的科學推理方法，乃是人類思想史上最偉大的成就之一，並標誌著物理學的真正開端！
伽利略不但糾正了亞里士多德統治歐洲近2000年的錯誤觀點，更創立了研究自然科學的新方法。他在總結自己的科研方法時曾說道：“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，將得到許多人重視。”
恩格斯稱他是：不管有何障礙，都能不顧一切打破舊說，創立新說的巨人之一。
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