伽利略·伽利莱（Galileo Galilei 1564—1642），意大利数学家、天文学家、物理学家、哲学家，是首先在科学实验的基础上融会贯通了数学、天文学、物理学三门科学的科学巨人。他与牛顿一先一后“联手打造”了近代科学，在人类思想解放和文明发展的历程中做出了划时代的贡献。
16世纪，由哥白尼点燃的科学革命烽火燃遍了整个欧洲，一个近代自然科学全面奠基的时期开始了。从伽利略发表他的第一篇成名之作《液体静力秤》的1586年起，至牛顿发现万有引力定律的1685年止的一个世纪，自然科学以神奇的速度迅猛发展，最突出的是以力学为中心的实验科学的兴起。而在近代科学的开创者行列里，伽利略最为醒目，正是他的工作将近代物理学乃至近代科学引上了历史的舞台。
古希腊在物理学方面有两大学派，一派以哲学家亚里士多德为代表，另一派则以自然科学家阿基米德为代表。两人皆是古代希腊著名的学者，但由于两人的观点和方法不同，其科学结论各异，并形成了鲜明的对立。亚里士多德学派的观点主要是凭主观思考和纯推理方法作结论。而阿基米德学派的观点基本是依靠科学实践方法得出结论。从11世纪起，在基督教会的扶持下，亚里士多德的著作得到了经院哲学家的重视，奉之为经典。而伽利略循着阿基米德的足迹，进行观察、实验，把具体的事物化为抽象的数学关系，从中推导出对事物简单、概括的数学描述。
1632年，伽利略在佛罗伦萨出版了他的名著《关于托勒密和哥白尼的两大世界体系的对话》。书中采用对话的方式阐述了他对亚里士多德-托勒密的学说和哥白尼学说的见解，批判了亚里士多德-托勒密的地心说和宗教唯心主义的世界观。该著作集中了伽利略的研究成果，是近代科学史上的三部最伟大的杰作之一（另两部是哥白尼的《天体运行论》和牛顿的《自然哲学的数学原理》）。（下图为“对话”卷首插图，从左至右3个人代表亚里士多德、托勒密和哥白尼）
“对话”卷首插图
《对话》一书采用的形式是3个人在4天中的对话，像一出4幕戏剧。其中萨维亚蒂代表的就是伽利略，阐述伽利略的观点，沙格雷多是一个接受新事物能力强的年轻人，辛普利西是一个亚里士多德派哲学家。采用对话形式撰写这部著作首先是这种形式一直很流行（如柏拉图的《对话》和后来的《十日谈》），易于被读者接受；二是伽利略认为这种形式较为活泼，不受数学定律的严格约束，易于表达；当然最主要的原因是在当时的形势下，伽利略希望谨慎行事，不过多地直接表态，采用对话形式可以给自己留下必要时进行辩护的余地，因为可以认为这些观点不是自己的，而是这些虚构人物的。
第一天对话的主题是批驳亚里士多德学派关于“天地不变”和“天地之间有根本区别”的经院哲学观点，认为天体和地球一样都是运动变化的。伽利略在对话中列举了新星的出现，彗星的生长和陨灭、太阳黑子的产生和消失等事实，证明了天体和地球一样是运动和变化的。
第二天的对话反驳了地球不动的观点，证明了地球在绕轴自转。在这一天的讨论内容里伽利略集中展示了他在力学领域的研究成果，包括惯性定律、自由落体定律、力的合成定律、单摆、相对性原理等，是这部巨著的核心。下面，摘取其中讨论惯性、相对性原理、落体运动等内容的精彩片断。
萨维亚蒂：……我们接下来讨论另一个命题，即认为地球就其整体而言可能是固定的，完全不动的，……辛普利西是和亚里士多德一样，决心站在地球不动说一面，他应当把他所以采取这种看法的理由讲出来，而我则从相反的方面来回答并举出论据。
辛普利西：……每一片飘飘荡荡落下的秋叶，都是地球静止不动的论据，如果地球真的向东方高速转动，落叶就会全部散落在树的西边；还有，向西射击的大炮会不会比向东射击的炮火射得更远？鸟儿会不会在半空中迷失了方向？……
萨维亚蒂：让我们这样来考虑问题，就是任何可以归之于地球本身的运动，必然是我们觉察不到的，就好像不存在一样；因为作为地球上的居民，我们也同样地动着．这种运动必然普遍地显示在一切物体上面．因此要考察地球的运动，真正的方法就是观察和考虑那些和地球分离的天体的运动迹象……
以上伽利略用生动的语言论证了惯性运动，反驳了地球不动的观点。接下来，伽利略第一次表述了惯性参考系和相对性原理的思想。
萨维亚蒂：……你和一些朋友在一条大船甲板下的主舱里，让你们带几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫。舱内大水碗中有几条鱼。舱顶挂一水瓶，水一滴一滴地滴到下面的一个罐里。船静止不动时，你会发现，小虫都以等速向舱内各方面飞行，鱼向各个方向随便游动，水滴滴进下面的罐子中。你把任何东西扔给你的朋友时，只要距离相等，向各个方向扔用力相同，你双脚齐跳，向各个方向跳过的距离一样远。在仔细观察这些事情后，现在船以任一速度前进，只要运动是匀速的，你将发现，所有上述现象丝毫没有变化，你也无法从其中任何一个现象来确定，船是在运动还是停着不动。即使船运动得相当快，在跳跃时，你将和以前一样，在甲板上跳过相同的距离，你跳向船尾也不会比跳向船头来得远……，水滴将像先前一样，滴进下面的罐子，一滴也不会滴向船尾……，鱼在水中游向碗前部所用的力，不比游向水碗后部来得大……，最后蝴蝶和苍蝇将继续随便地到处飞行，它们也绝不会向船尾集中……，如果点香冒烟，则将看到烟像一朵云一样向上升起，不向任何一边移动。所有这些一致的现象，其原因在于船的运动是船上一切事物所共有的。
以上这段描述集中反映了伽利略的相对性原理思想。他生动地叙述了大船内的一些力学现象，并且指出船以任何速度匀速前进时这些现象都一样地进行，从而无法根据它们来判断所在的参考系的运动。他又进一步以作匀速直线运动的船舱中物体运动规律不变的著名论述，提出惯性参考系的概念，在惯性系中，所有力学实验的结果完全一样。这一原理被爱因斯坦称为伽利略相对性原理，是狭义相对论的先导，后来被爱因斯坦发展为相对性原理而成了狭义相对论的基本假设之一。
再来看落体运动的讨论。
萨维亚蒂：……总之，这等于说，物体从静止开始所经过的距离同所经过的时间的平方成正比……
沙格雷多：这个论断有没有数学证明呢？
萨维亚蒂：纯粹由数学证明得到，而且不仅证明了这一点，还证明了抛物体的许多其他属性……
……
萨维亚蒂：这根本没有关系，因为一磅重的铁球和十磅重、一百磅重或一千磅重的铁球，都以同样的时间从一百码的高度落到地面。
辛普利西：啊，这我不信，亚里士多德也不相信，他在书里说过，落体的速度是和它的重量成正比的。
萨维亚蒂：……最好设想一个三角形来表达我的意思，由于重物天然坠落时的加速是时时刻刻地在增加着……
这部分伽利略反驳了亚里士多德关于落体的速度依赖于其重量的观点，他讨论了匀速运动和加速运动，讨论了自由落体运动的规律。
《对话》总结了伽利略长期科研实践中的各种科学发现，清晰、全面而且有说服力地阐述了对哥白尼学说的支持和对亚里士多德自然哲学的反对，形成了对哥白尼体系的强有力证据，宣告了托勒密地心说理论的破产，从根本上动摇了教会的最高权威。这部著作一经出版便引起轩然大波，遭到了罗马教会的反对，伽利略因此受到了长期的监禁。据传说，伽利略在1633年7月被押解到锡耶纳的监狱时，这位已69岁的老者从囚车上慢慢跨下地来，颤巍巍地弯下腰以手指触地，喃喃地说：“Eppur si Muove”——“唔，它还在动”。佛罗伦萨的科学博物馆里现在还陈列着伽利略的一节指骨，时至今日仍高傲地指着世界。
而伽利略验证一切物体以相同的规律下落已成为物理学的经典实验之一，1971年，当“阿波罗15号”宇航员斯科特踏上月球表面，他在电视镜头面前重复了这个实验，一根羽毛和一柄锤子同时落下，随后斯科特激动地说，如果没有伽利略的发现，他就不可能到达他正站着的那个地方。
除了具体的研究成果外，伽利略还在研究方法上为近代物理学的发展开辟了道路，伽利略对物理规律的论证非常严格，他创立了对物理现象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法。给后人留下了极为宝贵的精神财富。爱因斯坦说：“纯粹的逻辑思维不能使我们得到有关经验世界的任何知识，所有真实的知识都是从经验开始，又归结于经验……正是由于伽利略看清了这一点，特别是因为他将此引入科学界，他成了近代物理学之父——实际上，也是整个近代科学之父。”
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