勤奋好学的青年时代
伽利略的父亲是个破产贵族。当伽利略来到人世时，他家里已经很穷了。为了免于饥饿，尽量多挣点钱，伽利略的父亲想让他将来当个布商。为此，先送他到学校去读书。
伽利略在幼年时，就很爱动脑筋。看到机械方面的东西，他总想自己试着做一做。别的孩子去玩耍，他却躲在一边，做着各种各样精巧有趣的机械玩具。在学校里，伽利略勤奋刻苦地学习着。他很快学会了拉丁文、希腊文、哲学，就连图画和音乐，他也学得很好。父亲看到这种情况，就放弃了要他做布商的念头，决定要他学医。于是，十七岁的伽利略进了比萨大学。
在大学里，伽利略非但勤学，而且好问、哪怕是一个人们司空见惯，习以为常的现象，他也要问一个为什么。有一次，他站在比萨的天主教堂里，眼睛盯着天花板，一动也不动。他在干什么呢？原来，他用右手按着左手的脉搏，看着天花板上摇摆不定的灯。他发现，这灯的摆动虽然是越来越弱，以至每一次摆动的距离渐渐缩短，但是，每一次摇摆需要的时间，却是一样的。
于是，伽利略做了一个适当长度的摆锤，测量了脉搏的速度和均一性。从这里，他找到了摆的规律。钟，就是根据他发现的这个规律制造出来的。
当时，有一个大数学家名叫利玛窦。一次，利玛窦陪一个大公爵到比萨，伽利略跑去看他。正巧，利玛窦在给一些人讲几何学。伽利略躲在门外听着，听着，枯燥的数学吸引了他。他觉得这些知识太有用了，必需掌握它。虽然父亲曾一再告诫他，学数学是世界上赚钱少的职业，可他决心已定，坚持要学。在利玛窦的教导下，伽利略努力地学习着。
然而，家庭生活的贫困，使伽利略不得不提前离开了大学。失学后，伽利略仍旧在家里刻苦钻研。他发明了一种比重秤，还写了一篇论文：《固体的重心》。于是，二十一岁的伽利略名闻全国。人们称他为“当代的阿基米德”。在他二十五岁那年，比萨大学请他去当了数学教授。
自由落体定律的发现
落体问题，人们很早就注意到了。在伽利略之前，古希腊的亚里士多德的学说认为，物体下落的快慢是不一样的。它的下落速度和它的重量成正比，物体越重，下落的速度越快。比如说，十公斤重的物体，下落的速度要比一公斤重的物体快十倍。
一千七百多年来，在书本里，在学校的讲台上，一直把这个违背自然规律的学说当作圣经来讲述，没有任何人敢去怀疑它。
这是因为，亚里士多德提出过“地球中心说”，它符合奴隶主阶级和封建统治阶级的利益，因此，亚里士多德的其它学说也就得到了保护。
年轻的伽利略没有被这个庞然大物吓倒。他根据自己的经验推理，大胆地对亚里士多德的学说提出了疑问。他想，同样是一磅重的东西，自然以同样速度下落。但是，如果把两个一磅重的东西捆在一起，或者把一百个一磅重的东西捆在一起，那么根据
亚里土多德的学说，它们下落的速度就会比一磅重的东西大一倍或者九十九倍，这可能吗？他决心亲自动手试一试。
伽利略选择了比萨斜塔作试验场。有一天，他带了两个大小一样，但重量不等，一个重一百磅的实心铁球，一个重一磅的空心铁球，登上了五十多米高的斜塔。塔下，站满了前来观看的人。大家议论纷纷，有人讥笑他：“这个青年一定是疯了，让他胡闹去罢！亚里士多德的理论还会错吗！”
只见伽利略出现在塔顶，两手各拿一个铁球，大声喊道：“下面的人看清楚啦，铁球落下去了。”他把两手同时张开。人们看到，两个铁球平行下落，几乎同时落到了地面上。那些讽刺讥笑他的人目瞪口呆。
伽利略的这次试验，揭开了落体运动的秘密，推翻了亚里士多德的学说、它在物理学的发展史上具有十分重要的意义，生动地证明了“理论的基础是实践”这一真理。
哥白尼日心说的证实
哥白尼（公元一四七三──一五四三年）是波兰杰出的天文学家。他经过四十年的天文观测，提出了日心说的理论。他认为宇宙的中心是太阳，而不是地球。地球是一个普通的行星，它在自转的同时环绕 太阳公转。
伽利略很早就相信哥白尼的日心说。１６０４年，他在一次讲演中说，地球不是宇宙的中心，而不过是围绕太阳转的一点微尘。他时刻不忘哥白尼的理论，希望能用实践将它证实。
１６０８八年六月的一天，伽利略听说，一个荷兰人把一片凸镜和一片凹镜放在一起，做了一个玩具，可把看见的东西放大。
这一夜，伽利略坐在桌子前，蜡烛点了一支又一支，他反复思考着，琢磨着，为什么两个这样的镜片放在一起，就能起放大作用呢？……
天亮了，伽利略决定自己动手做一个。他找来一段空管子，一头嵌了一片凸面镜，另一头嵌了一片凹面镜，一个小望远镜做成了。拿起来一看，可以把原来的物体放大三倍。伽利略没有满足，他进一步改进，又做了一个。他带着这个望远镜跑到海边，只见茫茫大海波涛翻滚，没有一条船。当他拿起了望远镜再看时，一条船正从远处向岸边驶来。实践证明，它可以放大八倍。
伽利略不断地改进着，不断地制造着，最后，他的望远镜可以将原物放大三十二倍。
一天晚上，皎洁的月光洒满大地，伽利略拿起自己的望远镜对准了月亮。咦，月亮并不是象几千年来人们所说的那样光滑无瑕，那上面象地球一样，有高山、深谷，还有火山的裂痕呢！
这以后，伽利略几乎每天晚上都把自己的望远镜对向天空，探索着宇宙的奥秘。他发现，银河是由许多小星星汇聚而成的，我们的肉眼所能见到的，只是离地球最近的那么几个。实际上，还有很多很多呢！他还发现，太阳里面有黑点，这些黑点的位置不断地在变动。因此，他断定太阳本身也在自转。
１６１０年一月七日晚，伽利略观察木星。他看到木星的旁边有三个小星，二个在左，一个在右。第二天晚上，他发现三个小星都跑到右边去了。到了十日晚，只有左边有二个小星。而十二日晚上呢，木星的旁边竟出现了四个小星，三个在右，一个在左。他断定，木星有四个较大的卫星，在绕着它公转，这就是太阳系的缩影。
伽利略埋头工作，不懈地观察。他以无可辩驳的事实，生动地说明，地球在围着太阳转，而太阳不过是一个普通的恒星，所有的恒星都是象太阳那样的巨大天体。宇宙间的一切天体，包括太阳那样的恒星和地球那样的行星，都在运动之中。从而有力地证明了哥白尼学说的正确。