1564年2月15日，伽利略·伽利雷出生在意大利西海岸比薩城一個破落的貴族之家。據說他的祖先是佛羅倫薩很有名望的醫生，但是到了他的父親伽利略·凡山杜這一代，家境日漸敗落。凡山杜是個很有才華的作曲家，生前出版過幾本牧歌和器樂作品，他的數學也很好，精通希臘文和拉丁文，但是美妙的音樂不能填飽一家人的肚皮，他的數學才能也不能給他謀到一個好職位。大約在小伽利略出生不久，凡山杜在離比薩城不遠的佛羅倫薩開了一間賣毛織品的小鋪子，這完全是不得已的辦法。但是爲了維持一家人的生活，凡山杜只好違背自己的意願去經商。小伽利略是凡山杜的長子，父親對兒子寄予很大希望。他發現，小伽利略非常聰明，從小對什麼事物都充滿強烈的好奇心，不僅如此，這個孩子心靈手巧，他似乎永遠閒不住，不是畫圖畫，就是彈琴，而且時常給弟弟妹妹做許多靈巧的機動玩具，玩得十分開心。小伽利略最初進了佛倫勃羅薩修道院的學校。在這所學校，他專心學習哲學和宗教，有段時間，小伽利略很想將來當一個獻身教會的傳教士。
但是凡山杜聽到這個情況後，立即把兒子帶回家，他勸說伽利略去學醫，這是他爲兒子的未來早已設計好的一條路。17歲那年，伽利略進了著名的比薩大學，按照父親的意願，他當了醫科學生。比薩大學是所古老的大學，學校圖書館藏書豐富，這很合伽利略的心意，但是伽利略對醫學並沒有多大興趣，他很少上課，一上課就對教授們教課的內容提出這樣那樣的疑問，使教授們難於回答，在教授們的眼裏，伽利略是個很不招人喜歡的壞學生。不過，伽利略只是興趣不在醫學，他孜孜不倦地學習數學、物理學等自然科學，並且以懷疑的眼光看待那些自古以來被人們奉爲經典的學說。要知道，伽利略生活的時代，正是歐洲歷史上著名的文藝復興時代，而意大利又是文藝復興的發源地。當時，意大利的許多大城市，如佛羅倫薩、熱那亞和威尼斯，發展成東西方貿易的中心，建起了商號、手工作坊和最早的銀行，出現了資本主義生產關係的萌芽。加上貿易往來的發達，印刷術的發明，新思想的傳播比以往任何時候都更加迅速。於是，人們對千百年來束縛思想的宗教神學和傳統教條開始產生了動搖。一個偶然的機會，伽利略聽了宮廷數學家瑪竇·利奇的講課。這位青年數學家淵博的學識，嚴密的邏輯性，特別是他在證明數學難題時的求證方法，使伽利略深深着迷。他眼睛亮了，彷彿發現了一個神奇無比的世界，這就是他夢寐以求的數學王國！他興奮極了，立即找到宮廷數學家瑪竇·利奇，向他提出了許多百思不得其解的問題。瑪竇·利奇原是跟隨託斯坎尼大公爵從佛羅倫薩來到比薩的，他給宮廷裏的侍童講數學，沒有想到會有一個熱心的聽衆，而且他提出的問題非常有趣，充分顯示出超羣的智慧和深厚的學識功底。
當瑪竇·利奇聽說伽利略是比薩大學醫科學生時，不禁脫口而出：“啊，伽利略，你有天才，你會成爲一個傑出的數學家的。”伽利略的臉紅了，他談到自己對醫學的厭倦，談到父親對他的期望，也傾訴了自己因爲不能按照自己的意願學習的苦惱。“別泄氣。”瑪竇·利奇和藹地說：“你努力自學吧，有什麼困難，任何時候我都是你忠誠的朋友。”聽了瑪竇·利奇的鼓勵，伽利略越發刻苦鑽研數學和物理學，他把從宮廷數學家那裏借來的每一本書，都用心地閱讀，像海綿吸水一樣地吸收下來。但是，他並不是那種迷信書本的人，那些人們認爲是真理的權威結論，在伽利略的腦子裏常常帶來意想不到的疑問，他常常爲此而感到苦惱，陷入深深的思索之中。有一次，伽利略信步來到他熟悉的比薩大教堂，他坐在一張長凳上，目光凝視着那雕刻精美的祭壇和拱形的廊柱，驀地，教堂大廳中央的巨燈晃動起來，是修理房屋的工人在那裏安裝吊燈。這本來是件很平常的事，吊燈像鐘擺一樣晃動，在空中劃出看不見的圓弧。可是，伽利略卻像觸了電一樣，目不轉睛地跟蹤着擺動的吊燈，同時，他用右手按着左腕的脈，計算着吊燈擺動一次脈搏跳動的次數，以此計算吊燈擺動的時間。這樣計算的結果，伽利略發現了一個祕密，這就是吊燈擺一次的時間，不管圓弧大小，總是一樣的。一開始，吊燈擺得很厲害，漸漸地，它慢了下來，可是，每擺動一次，脈搏跳動的次數是一樣的。伽利略的腦子裏翻騰開了，他想，書本上明明寫着這樣的結論，擺經過一個短弧要比經過長弧快些，這是古希臘哲學家亞里士多德的說法，誰也沒有懷疑過。難道是自己的眼睛出了毛病，還是怎麼回事。他像發了狂似的跑回大學宿舍，關起門來重複做這個試驗。他找了不同長度的繩子、鐵鏈，還有不知從哪裏搞到的鐵球、木球。在房頂上，在窗外的樹枝上，着迷地一次又一次重複，用沙漏記下襬動的時間。最後，伽利略不得不大膽地得出這樣的結論：亞里士多德的結論是錯誤的，決定擺動週期的，是繩子的長度，和它末端的物體重量沒有關係。而且，相同長度的擺繩，振動的週期是一樣的。這，就是伽利略發現的擺的運動規律。伽利略不用說多麼高興了。
可是在當時，有誰會相信一個醫科大學生的科學發現，何況他的結論是否定了大名鼎鼎的亞里士多德的權威說法。就在這時，凡山杜的鋪子裏越來越不景氣，聽說伽利略並沒有按照自己的意願學習醫學，而是成天迷戀着不相干的實驗，於是，嚴厲的父親決定停止伽利略繼續上大學，讓他回家去當一個店員。伽利略灰心極了，他離開了比薩大學回到佛羅倫薩。但是他選擇的道路卻是不可動搖的。堅信科學佛羅倫薩一條不太熱鬧的街道，有一個門面不大、生意清淡的鋪子，這就是凡山杜開的毛織品商店。每天，當匆匆過往的行人經過這裏時，總是可以看見紅頭髮的伽利略呆呆地坐在櫃檯前出神，或者旁若無人的在那裏擺弄着一些莫名其妙的東西，像秤盤呀，鐵塊呀，盤子呀；而更多的時候，他是埋頭在書本里，他看得那樣專心，就連他的父親大聲叫喚都聽不見。自從回到家裏，伽利略不得不違背自己的意願在父親的鋪子裏當一名店員，但是他的心裏一時一刻也沒有忘記數學和物理學。沒有起碼的學習條件，也沒有老師可以求教，他就想方設法找到一些自然科學的書籍，以頑強的毅力刻苦自學。他最喜歡的書是歐幾里得的《幾何原本》和阿基米德的著作。《幾何原本》是世界上流傳下來最早的幾何學著作，而希臘科學家阿基米德的著作，包含了豐富的數學與力學知識，特別是其中的一些物理實驗，對伽利略有很大的吸引力。談起實驗，伽利略的興趣最濃。還在比薩大學時，他就動手製作了一種“脈搏計”，這是他根據擺的運動規律設計的，可以用來測量病人的脈搏跳動的情況，很受醫生的歡迎。現在，在父親的鋪子裏，談不上實驗的條件，但他仍然用一些日常的器具來做實驗，儘管這樣做免不了又要挨父親的罵，他還是照幹不誤。他從阿基米德檢驗國王皇冠的實驗中受到啓發，一面重複這個實驗，一面想到這種方法的用途。當時歐洲各國的航海事業正在興起，航海業帶動了造船業和機械製造，採礦、冶金的發展，反過來又向科學技術提出許多新的問題。伽利略於是把他的注意力轉向合金的物理和力學性質的研究，不久，他通過測定物體在水中的重量發現，物體投入水中減輕的重量，剛好等於它排開的水的重量。
在這個重大發現的基礎上，伽利略發明了一種比重秤，可以很方便地測定各種合金的比重。他還寫了一篇論文，詳細地介紹了比重秤的構造原理和使用方法。這件事，很快就在佛羅倫薩和其他城市傳開了。1589年夏天，在佛羅倫薩的店鋪裏度過了4年自學生活的伽利略，由於得到宮廷數學家瑪竇·利奇的鼓勵，特別是貴族蓋特保圖侯爵的推薦，他終於獲得了比薩大學數學和科學教授的職位。這時，他只有25歲。現在，伽利略可以不必爲生活發愁了，雖然工資不高，但是他可以在完成日常教學之外，專心從事他嚮往的科學研究。就在這不久，伽利略進行了本文一開頭介紹的自由落體實驗，他在比薩斜塔上扔下的鐵球(後來經過嚴謹的證明，伽利略並沒有來比薩斜塔上進行實驗），不僅證明了不同重量的物體由同一高度下落時速度是相同的，更重要的是，這個大膽的結論推翻了亞里士多德的權威結論。在那些思想保守、頭腦僵化的人眼裏，這個舉動無異於挖了他們的祖墳，亞里士多德的信徒們與伽利略開始勢不兩立了。在比薩大學呆了一個學期，伽利略又失去了職位。原因是他得罪了一個大公爵的親戚喬範尼。
這個喬範尼是個不學無術的人，他聲稱發明了一臺挖泥船，假惺惺地跑來徵求伽利略的意見。當伽利略仔細觀察了挖泥船的模型後，直言不諱地告訴他，設計不合科學原理，根本不能使用。喬範尼碰了一鼻子灰，不但不接受伽利略的意見，反而固執地堅持下水實驗，結果船沉了。事實證明伽利略的判斷是完全正確的，但惱怒的喬範尼反而遷怒於伽利略，散佈流言蜚語，攻擊他是“陰險的人”。那些早就心懷不滿的亞里士多德的信徒，乘機對他大肆攻擊，一時間鬧得滿城風雨。在這種氣氛中，伽利略無法在比薩大學呆下去了。伽利略再一次求助於蓋特保圖侯爵。這位珍惜人才的貴族再一次伸出友誼的手，他運用自己的影響，把伽利略推薦給帕多瓦大學，帕多瓦是意大利北部一個學術空氣濃厚的小城，距離美麗的海濱城市威尼斯不遠，屬於威尼斯共和國管轄。1592年，28歲的伽利略被任命爲帕多瓦大學的數學、科學和天文學教授。從此，伽利略迎來了一生中的黃金時代。之後，伽利略在佛羅倫薩的宮廷裏繼續進行科學研究，但是他的天文學發現以及他的天文學著作明顯的體現出了哥白尼日心說的觀點。因此，伽利略開始受到教會的注意。1616年開始，伽利略開始受到羅馬宗教裁判所長達二十多年的殘酷迫害。伽利略的晚年生活非常悲慘，照料他的女兒賽麗斯特竟然先於他離開人世。失去愛女的過分悲傷，使伽利略雙目失明。即使在這樣的條件下，他依然沒有放棄自己的科學研究工作。1642年1月8日，凌晨4時，偉大的伽利略——爲科學、爲真理奮鬥一生的戰士，科學巨人離開了人世，享年78歲。在他離開人世的前夕，他還重複着這樣一句話：“追求科學需要特殊的勇氣。”
