آشنایی با گالیله

مقدمه

«گالیلئو گالیلئی» که بیشتر به «گالیله» مشهور است، از پایه‌گذاران مکتب تجربی علوم و از معماران اصلی انقلاب علمی قرن هفدهم میلادی است. گالیله، نام و نام‌خانوادگی خود را از جدّ سرشناسش به ارث برده است. نام خانوادگی این خانواده تا اواسط قرن پانزدهم میلادی «بونائیوتی» بود و از آن پس به افتخار «گالیلئوبونائیوتی» که قاضی و طبیبی سرشناس و برجسته بود، به گالیلئی تغییر یافت. گالیله تقریباً 100 سال پس از مرگ جدّ نامی خود به دنیا آمد. «میکل آنژ» هنرمند بزرگ فرانسوی، در همان ماهی که گالیله به دنیا آمده بود درگذشت. در اواخر سال 1564 میلادی، «ویلیام شکسپیر» متولد شد و «کریستف کلمب» 72 سال قبل از تولّد گالیله، آمریکا را کشف کرده بود.
از نیمه‌ی دوم قرن شانزدهم میلادی به بعد، جهان در حال تغییر و تحول بود، ولی با گذشت بیش از یک هزار سال، چندان تحولی در علم صورت نگرفته بود. تنها نظریه‌ی حاکم بر جهان علم، نظریات «ارسطو» بود. ارسطو فیلسوفی یونانی بود که حدود چهار قرن قبل از میلاد مسیح می‌زیست. او علاوه بر دیگر مناصبش، در جوانی معلم دوران کودکی «اسکندر کبیر» بود. آثار ارسطو شالوده‌ی فلسفه‌ی یونان و پس از آن فلسفه‌ی روم را تشکیل داد، ولی تأثیری که افکار او در اروپای قرن شانزدهم گذاشته بود، بیشتر تصادفی بود.
پس از انقراض امپراتوری روم، بیشتر آثار ارسطور در اروپا از بین رفت، ولی این آثار در بیزانس- پایتخت امپراتوری روم شرقی- حفظ شد و در آن جا از زبان یونانی به سریانی و بعدها‌ از سریانی به عربی ترجمه شد. ترجمه‌ی عربی این متون، با گسترش اسلام - که در قرن هشتم میلادی به اسپانیا رسیده بود- وارد اروپا شد و توجه دانشمندان اروپایی را به خود جلب کرد. این متون در قرن دوازده و سیزدهم میلادی به لاتین ترجمه شد. بی‌شک ترجمه‌ی لاتین آن، پس از آن همه دست به دست شدن‌ها، بسیار به هم ریخته بود؛ با این حال، توجه عده‌ی زیادی را به خود معطوف کرد و همین موضوع، باعث کشف متون اصلی یونانی در بیزانس شد. متوناصلی با تشویق «تومای آکوینی»- فیلسوف و متفکر مسیحی اهل ایتالیا- مستقیماً از زبان یونانی به لاتین- زبان رسمی علوم آن دوران در اروپا- ترجمه شد.
ارسطو روش خاصی برای تدریس داشت. او شاگردانش را در حال قدم زدن تعلیم می‌داد. به همین جهت، پیروان او را «مشائی» (کسی که قدم می‌زند) یا «اهل قدم» نامیده‌اند. استفاده از این نام در زمان گالیله نیز مرسوم بود. متأسفانه برخلاف سادگی و آزادی اصولی‌ای که با این نام در ذهن تداعی می‌شود، فلسفه‌ی ارسطو هم غلط و هم انعطاف‌ناپذیر بود.
مهم‌ترین اشتباه فلسفه‌ی ارسطویی، اجتناب از تجربه‌گرایی بود. پیروان این فلسفه، تنها راه دستیابی به حقایق جهانی هستی را تفکر، فلسفه، بحث و برهان می‌دانستند و معتقد بودند که برای اثبات درستی نظریه‌ها، نیازی به آزمایش و تجربه نیست. مثلاً بر طبق نظر مشائیان اجسام سنگین سریع‌تر از اجسام سبک سقوط می‌کنند. یعنی اگر گلوله‌ای به وزن 100 کیلوگرم و گلوله‌ای به وزن یک کیلوگرم را همزمان با هم از نقطه‌ای مرتفع رها کنیم، در زمانی که گلوله‌ی سبک یک متر را طی می‌کند، گلوله‌ی سنگین 100 متر را پیموده است! در حالی که اگر چنین آزمایشی عملاً انجام شود، هر دو گلوله تقریباً در یک زمان به زمین می‌رسند. این واقعیت مسلم که می‌توان هر فرضیه‌ای را آزمایش کرد و به درستی یا نادرستی آن پی‌برد، برای مشائیان تصوری دور از ذهن بود.
ارسطو معتقد بود زمین در مرکز عالم قرار دارد و خورشید، ماه، سیارات و ستارگان به دور آن می‌چرخند. بی‌شک این نظریه در قرن چهارم پیش از میلاد درست به نظر می‌رسید، ولی امتناع مشائیان از آزمایش و تجربه‌ی نظراتشان و عدم بهره‌گیری از تجربیات دیگران، باعث شده بود که پس از گذشت دو هزار سال، این نظریه به اصلی ثابت و انکار‌ناپذیر تبدیل شود. نظرات ارسطو در قرن دوم میلادی به وسیله‌ی «کلادیوس بطلیموس» تأیید شده بود. او نیز مانند ارسطو، زمین را مرکز عالم می‌دانست و اعتقاد داشت که تمام اجرام آسمانی به دور زمین می‌چرخند.
پس از آن که راهبان و کشیشان، زیر نظر تومای اکوینی متون یونانی ارسطو را به لاتین ترجمه کردند، کلیسای کاتولیک، نظرات ارسطو را بر طبق عقاید خود تعبیر کرد. تومای اکوینی معتقد بود که نظریه‌ی ارسطو- که هیچ ارتباطی به مذهب نداشت - بیان کننده‌ی عظمت الهی و نظم موجود در جهان آفرینش است. بنابراین، کلیسا تمامی نظریات کیهان شناسی ارسطو را پذیرفت و از آن پس، زیر سؤال بردن این عقاید نادرست، زیر سؤال بردن عظمت الهی بود و کفر محسوب می‌شد.
از اوایل قرن شانزدهم میلادی، نظریات ارسطو در دانشگاه‌های تحت سلطه و نفوذ کلیسا تدریس می‌شد. نقش استادان فلسفه‌ی طبیعی- که بعدها علوم تجربی نام گرفت- این نبود که دست به تجربه و آزمایش جهان اطراف خود بزنند بلکه وظیفه‌ی آن‌ها حفظ سنت ارسطویی و تدریس نظریات او به صورت نظری بود؛ درست به همان روشی که خود در دوران دانشجویی آموخته بودند. در همین زمان، متفکرانی چون «نیکولاس کوپرنیک» و «تیکوبراهه» که در اروپای شمالی و در واقع نقطه‌ای امن و دور از رُم زندگی می‌کردند، شروع به زیر سؤال بردن نظریات ارسطو کردند. این در حالی بود که در رُم به شدت سخت‌گیری می‌شد و هیچ کس حق نداشت نظریه‌ی جدیدی مطرح کند. در چنین اوضاع و احوالی بود که گالیله به دنیا آمد.
پدر گالیله، «وینچنزو گالیلئی» موسیقی‌دان و آهنگساز نسبتاً شناخته شده‌ای بود. وی آثاری هم درباره‌ی موسیقی به چاپ رسانده است. وینچنزو در یکی از کتاب‌هایش به نام «گفت‌وگو درباره‌ی موسیقی باستانی و جدید» که در زمان ورود گالیله به دانشگاه به چاپ رسید، چنین نوشته است: «تصور می‌کنم آن‌ها که در اثبات هر ادعایی، بدون ارائه‌ی هیچ دلیلی فقط تکیه بر قدرت دارند، راه را به خطا می‌روند. »
مسلماً وینچنزو مخالف نظریات ارسطو و جو حاکم بود. عقاید او، حتی در دنیای موسیقی مسئله‌ساز بود، با وجود این، او در حرفه‌اش نسبت به دیگران از امنیت بیشتری برخوردار بود. گالیله نیز آموخته بود که همه چیز را با دلیل بپذیرد و فرضیه‌ها را پس از آزمایش و تجربه قبول کند، ولی همین طرز تفکر، هنگامی که به بحث و بررسی در مورد محل قرار گرفتن زمین در جهان پرداخت، او را دچار مشکلاتی فراوان کرد.
‌

زندگی و آثار گالیله

گالیله در 15 فوریه 1564 م. در «پیزا»، چشم به جهان گشود پیزا- مرکز رنسانس- در شمال غربی ایتالیا در ایالت توسکان واقع شده بود. پیزا شهری پررونق و ثروتمند بود که توسط «کوزیمودو مدیچی»، امیر فلورانس، اداره می‌شد. در 1570م. کوزیمو به خاطر موفقیت‌هایی که در جنگ با مغربی‌ها به دست آورده بود، به عنوان امیر توسکان انتخاب شد و تاج‌گذاری کرد.
مادر گالیله «جولیا آماناتی» در 1562م. با وینچنزو ازدواج کرد و صاحب هفت فرزند شد. گالیله بزرگترین فرزند خانواده بود. از میان خواهرها و برادرهای او، فقط سه تن شناخته شده‌اند که عبارت‌اند از: «ویرجینیا» خواهر گالیله که در 1573م. متولد شد، برادرش «میکلانجلو» متولد 1575م. و خواهر دیگرش «لیویا» که در 1587م. به دنیا آمد. احتمالاً دو خواهر دو خواهر و یک برادر دیگر گالیله در کودکی فوت کرده‌اند.
وینچنزو در 1520 م. در فلورانس به دنیا آمده بود. او عضو خانواده‌ای محترم و سرشناس بود که در گذشته ثروت و نفوذ بسیاری داشت، ولی در آن زمان دچار فقر و تنگدستی شده بود. در 1572 م. وینچنزو دوباره به فلورانس بازگشت. او همسر و فرزندان کوچک‌ترش را با خود به فلورانس برد، ولی گالیله مدتی نزد یکی از خویشاوندان مادریش ماند. احتمالاً او در پیزا مانده بود تا پارچه‌فروشی را که حرفه‌‌ی خانوادگیش بود، بیاموزد. سرانجام گالیله نیز در 1574م. هنگامی که ده ساله بود. به خانواده‌اش پیوست.
وضع مالی خانواده در فلورانس بهتر شد. وینچنزو با وجود این که هرگز ثروتمند نشد، نوازنده‌ی دربار بود و با امیران و اشراف نشست و برخاست داشت. فلورانس پایتخت امیرنشین توسکان و مرکز رُنسانس بود. شکوفایی مکتب نقاشی و مجسمه‌سازی بین قرون چهاردهم تا شانزدهم میلادی، این شهر را به شهرت جهانی رسانده بود.
گالیله تا یازده سالگی در خانه‌ی پدری تعلیم دید. وینچنزو خودش او را آموزش می‌داد و گاهی هم از معلمان خصوصی استفاده می‌کرد. گالیله نواختن عود و چنگ را تا سر حد استادی آموخت و در فن موسیقی از پدر پیشی گرفت. در تمام دوران زندگی، نواختن عود برای او توأم با لذت و آرامش بود. در 1575م. تحصیلات ابتدایی خود را در صومعه‌ی «والومبروسا» واقع در سی کیلومتری شرق فلورانس آغاز کرد.

روش زندگی در صومعه، به حدی در نظر گالیله خوشایند آمد که در پانزده سالگی جامه‌ی طلبگی بر تن کرد، ولی پدرش که از این وضع ناراضی بود، او را به بهانه‌ی درمان عفونت چشم از صومعه خارج کرد. چشم درد گالیله واقعی بود. او را برای معالجه، نزد پزشک بردند، امّا قصد اصلی وینچنزو این بود که پسرش دیگر به آن صومعه بازنگردد. گرچه تعلیمات گالیله در فلورانس هم چنان زیر نظر راهبان ادامه یافت، ولی دیگر نزد خانواده بود و پدرش می‌توانست او را از گزند تلقینات راهبان دور نگه دارد.
وینچنزو مایل بود پسر بزرگش شغلی پر درآمد و آبرومند داشته باشد. او می‌خواست گالیله نیز مانند جدّ مشهور و ثروتمندش، پزشک شود. به همین جهت در 1581م. گالیله به دستور پدرش، به عنوان دانشجوی پزشکی در دانشگاه پیزا نام‌نویسی کرد. برای کاستن از هزینه‌ها و مخارج زندگی، وی با همان خویشاوندی که چند سال در دوران کودکی از او نگهداری کرده بود، زندگی می‌کرد. گالیله در دانشگاه به عنوان دانشجوی خودسر و خرده‌گیر معروف شد که با اساتید دانشگاه بحث و مناظره می‌کرد و نظرات ارسطو را - که در آن زمان پدر علوم می‌نامیده می‌شد- زیر سؤال می‌برد.
بعدها گالیله در مورد اولین رویارویی خود با عقاید ارسطو، مطالبی نوشت. نظریه‌ی ارسطو و مشائیان درمورد سقوط اجسام از نظر وی باطل بود، زیرا او بارها به چشم خود دیده بود که هنگام طوفان، دانه‌های ریز و درشت تگرگ با هم و با یک سرعت سقوط می‌کنند. این امر را زمانی می‌توان با نظریه‌ی مشائیان توجیه کرد که دانه‌های درشت تگرگ از ابرهایی که فاصله‌ی بیشتری با زمین دارند، سقوط کنند- دقیقاً در ارتفاعی که بتوانند با تکرگ‌های سبک‌تر همزمان به زمین برسند- ولی گالیله‌ی جوان می‌توانست که همه‌ی دانه‌های تگرگ، از یک لایه ابر سرچشمه می‌گیرند و با سرعتی یکسان سقوط می‌کنند.
در 1583م. هنگامی که گالیله سال دوم پزشکی را می‌گذراند، با «اوستیلیوریچی» استاد ریاضی دربارِ امیر بزرگ توسکان آشنا شد. ریچی، هر سال از کریسمس تا تعطیلات عید پاک، در دانشگاه پیزا تدریس می‌کرد. گالیله روزی بر حسب تصادف، سخنرانی او را که برای دانشجویان ایراد می‌کرد، شنید. او ایستاد و به سخنان ریچی گوش داد و سراپا مجذوب آن شد. این اولین تماس واقعی گالیله با ریاضیات بود. پس از آن، او در برابر کلاس ریاضیات ریچی می‌ایستاد و مطالب او را با علاقه گوش می‌کرد. گالیله جزوه‌های پزشکی را کنار گذاشت و شروع به مطالعه‌ی مثلثات اقلیدس کرد.
گالیله‌ی جوان پیشرفت زیادی در ریاضیات کرد و ریچی نیز مشوق او بود. مدتی بعد، گالیله از پدرش خواست تا اجازه دهد پزشکی را رها کند و به تحصیل ریاضیات بپردازد. وینچنزو که می‌دانست برای یک ریاضی‌دان فرصت‌های شغلی محدود است، با این کار مخالفت کرد، ولی گالیله به هر طریقی بود مطالعه‌ی ریاضیات را ادامه داد. سرانجام در 1585 م. دانشگاه را بدون دریافت مدرک ترک کرد و به فلورانس بازگشت. او در فلورانس با تدریس خصوصی ریاضیات و فلسفه‌ی طبیعی امرار معاش می‌کرد.
احتمالاً در پیزا بود که گالیله تساوی زمان نوسان‌های آونگ را کشف کرد. در این باره چنین می‌گویند که روزی گالیله همراه پدرش برای انجام فرایض دینی به کلسیا رفته بود. در طول موعظه‌ی خسته کننده‌ی کشیش، گالیله مشغول تماشای چلچراغ کلیسا بود. چلچراغ کلیسا در حال تاب خوردن بود و گالیله متوجه شد که حرکت آن، درست مانند حرکت آونگ است. این حرکت به تدریج کندتر و کندتر می‌شد تا این که کاملاً متوقف شد. او متوجه شد که مدت زمان اولین نوسان - که بزرگ‌ترین نوسان است- با مدت زمان نوسان‌های بعدی برابر است. او برای اندازه‌گیری این زمان، از ضربان نبض خود استفاده کرد. سپس بلافاصله به خانه بازگشت و با آونگ‌هایی با طول‌ها و وزن‌های مختلف، فرضیه‌ی خود را آزمایش کرد و سرانجام موفق به ساختن نوعی نبض سنج شد. این دستگاه مکانیکی «پالسی لوجیا» (یعنی نبض شناسی) نامیده شد که پزشکان از آن برای اندازه‌گیری فرکانس ضربان قلب بیماران استفاده می‌کردند.
باید گفت که بیشتر این داستان غیر واقعی است. در واقع، آزمایش‌های دقیق‌تر در این باره در 1602 م. انجام گرفت و نبض شمار پزشکی (پالسی لوجیا)، توسط یکی از دوستان گالیله ابداع شد، ولی مسلماً این گالیله بود که «قانون آونگ» را کشف کرد. بعدها گالیله داستان تماشای چلچراغ را برای «ویویانی» - کسی که گالیله پس از نابینایی مطالبش را به او دیکته می‌کرد. - نقل کرده است. اولین زندگینامه گالیله توسط ویویانی نوشته شده که در برخی موارد در مورد گالیله اغراق کرده است.
گالیله به تدریج به عنوان استاد فلسفه‌ی طبیعی معروف شد و شروع به انجام آزمایش و نوشتن عقایدش درباره‌ی ماهیت جهان کرد و بعدها آن‌ها را به چاپ رساند. گالیله همراه با این فعالیت‌ها برای امرار معاش به دنبال شغل و حرفه‌ای مناسب می‌گشت. سرانجام در 1589 م. با کمک و توصیه‌ی «مارکیز گیدو بالدو دل مونته» که از اشراف و ریاضی‌دانان آن زمان بود و علاقه‌ی فراوانی به علم داشت، به سِمَت استادی ریاضیات در دانشگاه پیزا منصوب شد؛ همان دانشگاهی که چهار سال پیش بدون دریافت مدرک آن را ترک کرده بود.

در آن زمان، ریاضیات رشته‌ی تحصیلی مهمی به شمار نمی‌رفت وحقوقی که یک استاد ریاضیات می‌گرفت در مقایسه با حقوق استادان دیگر، بسیار ناچیز بود؛ به طوری که حقوق یک استاد ریاضی سالانه شصت کرون و حقوق یک استاد پزشکی سالانه دو هزار کرون بود، ولی این خود شروع خوبی برای گالیله محسوب می‌شد. به علاوه، او از راه تدریس خصوصیی نیز درآمدی کسب می‌کرد. او پسران مرد ثروتمند و با نفوذی را در خانه‌ی خود تعلیم می‌داد. هنگامی که آن‌ها دروس خود را با موفقیت نزد او به پایان رساندند، نام گالیله به عنوان یک معلم و متفکر جوان، مورد توجه قرار گرفت.
گرچه دانشجویان گالیله توجه و علاقه‌ی زیادی به او داشتند، ولی نظرات و عقاید او برای استادان دانشگاه پیزا خوشایند نبود. او فلسفه‌ی ارسطویی را که پایه‌ علوم آن زمان محسوب می‌شد تدریس می‌کرد، ولی روش تفکر ارسطویی برایش سؤال برانگیز بود و او دچار شک و تردید کرده بود. در همین زمان، گالیله رساله‌ی «در باب حرکت» را نوشت. این اولین اثر گالیله در زمینه‌ی علم مکانیک بود ولی پس از اتمام کتاب تصمیم گرفت آن را منتشر نکند. در واقع، این تصمیمی عاقلانه بود، چرا که در این کتاب - برخلاف کتاب کامل و بی نقصی که چند سال بعد به همین نام منتشر کرد- اندیشه‌های او با برخی از مفاهیم سنتی ارسطو مخلوط شده بود.
در همین روزها بود که گالیله آزمایش معروف خود را در مورد سقوط آزاد اجسام، از بالای برج کج پیزا انجام داد. او می‌خواست به دانشجویانش ثابت کند اجسامی که وزن‌های مختلف دارند، با سرعت مساوی سقوط می‌کنند. این حکایت نیز توسط ویویانی نقل شده است و در درستی و یا نادرستی آن، شک و تردید وجود دارد. این داستان نیز مثل داستان‌های زندگینامه‌ی گالیله که توسط ویویانی نوشته شده، بر اساس خاطراتی است که خود گالیله در هفتاد سالگی برای او نقل کرده است. ویویانی زمانی که فقط هفده سال داشت، کار خود را نزد گالیله آغاز کرده بود و مسلماً به او همانند یک قهرمان می‌نگریست.
استدلال قانع کننده‌ای که درباره‌ی نادرستی این داستان وجود دارد این است که گالیله در هیچ یک از نوشته‌های خود اشاره‌ای به این موضوع نکرده است. به علاوه تاریخ این داستان نیز درست به نظر نمی‌رسد، ولی مسلماً این داستان از جایی منشأ گرفته است. در این مورد، می‌توان به آزمایش‌های یک مهندس فلاندری به نام «سیمون استیون» اشاره کرد. او در 1586م. چند وزنه‌ی سربی را از ارتفاع ده متری رها کرد و سپس نتایج آزمایش‌های خود را به چاپ رساند.

آن چه ما می‌دانیم این است که بین گالیله، سقوط اجسام و برج کج پیزا رابطه‌ای وجود دارد، ولی این موضوع به سه دهه‌ی بعد، یعنی سال 1612 م. مربوط می‌شود. در آن سال، یکی از استادان پیرو مکتب مشائی دانشگاه پیزا قصد داشت ثابت کند که نظر گالیله درباره‌ی حرکت، غلط است. به همین جهت، او اجسامی با وزن‌های مختلف را از برج کج پیزا به پایان انداخت و دریافت که آن‌ها دقیقاً در یک زمان به زمین می‌رسند.
گالیله در دهه‌ی بیستم زندگی بود. فصاحت و شیوایی کلام و دقت و رُک گویی از صفات بارز وی بود. از گوش دادن به موسیقی، صرف غذاهای خوب و نوشیدنی‌‌های مرغوب و مصاحبت با دوستان متعدد خود لذت می‌برد. درباره‌ی عقاید ضد ارسطویی خود با دانشجویان و استادان، بحث و گفت‌وگو می‌کرد و خودپسندی وگزاف‌گویی استادان پیزا و ردای بلند و گشاد استادی را که پوشیدن آن مایه‌ی فخر و مباهات اساتید بود، تمسخر می‌‌کرد. تمام این‌ها همراه با تفکرات علمی آزاد او و اعتقاد به آزادی بیان و اندیشه، کم کم خشم دیگر اساتید را برانگیخت. پس از گذشت سه سال، مقامات دانشگاه پیزا به این نتیجه رسیدند که گالیله فرد مناسبی برای دانشگاه نیست، چرا که آن‌ها او را فردی ماجراجو و آشوبگر می‌پنداشتند. از طرفی خود گالیله نیز به خاطر اختلافات موجود، رغبتی به ادامه‌ی تدریس در دانشگاه پیزا نداشت. او به سِمَت بالاتری می‌اندیشید. به همین جهت از شغل استادی در پیزا کناره‌گیری کرد و با کمک حامیان و دوستان خود برای به دست آوردن کرسی استادی ریاضیات در دانشگاه پادوا، به فعالیت پرداخت.
پدر گالیله در 1591م. با کوله‌باری از بدهی در گذشت. گالیله سرپرست خانواده شده بود و برای پرداخت بدهی‌های پدر، مجبور شد شغلی با درآمد بیشتر پیدا کند. وینچنزو قبل از مرگ، جهیزیه‌ی سنگینی برای دخترش ویرجینیا تقبّل کرده بود و حال که او مرده بود، گالیله و برادرش میکلانجلو خود را مسئول تهیه‌ی آن می‌دانستند. متأسفانه میکلانجلو- که بعدها ‌آهنگ‌ساز شد- نه تنها سهم خود از این تعهد را نپرداخت، بلکه خود نیز با کمک مالی گالیله امرار معاش می‌کرد.
پادوا بخشی از جمهوری ونیز و ایالتی قدرتمند و غنی بود. روشن فکرترین حکام ایتالیا، در این ناحیه فرمانروایی می‌‌کردند و عقایدی که در رُم ناپسند تلقی می‌شد و هیچ کس حق صحبت کردن درباره‌ی آن‌ها را نداشت، به راحتی در پادوا مطرح می‌شد. گالیله برای به دست آوردن کُرسی استادی ریاضیات در دانشگاه پادوا، به ونیز که در سی کیلومتری پادوا بود، سفر کرد. در تمام مدتی که گالیله در ونیز بود، سفیر توسکان کمک‌های زیادی به او می‌کرد. گالیله به تدریج دوستان و حامیان زیادی همچون «جیان وینچنزی یرپینلی» - روشن فکری ثروتمند که صاحب کتابخانه‌ای بزرگ بود - و ژنرال «فرانسیکسو دِل مونته»- برادر کوچک‌تر گیدوبالدو - یافت.
سرانجام با کمک این دوستان، گالیله برای یک دوره‌ی چهار ساله با حقوق سالانه 180 کرون به سِمت استادی دانشگاه پادوا، منصوب شد. این حکم می‌‌توانست پس از انقضای دوره‌ی قرارداد تا مدت دو سال دیگر توسط مقامات جمهوری ونیز تمدید شود. گالیله در اکتبر 1592م. در حالی که بیست و هشت ساله بود، کار جدیدش را آغاز کرد. او هجده سال به عنوان استاد ریاضیات، در دانشگاه پادوا تدریس کرد و این سال‌ها، جزو بهترین سال‌های زندگی او بود.
گالیله تصمیم گرفت تا هنگام یافتن خانه‌ای مناسب برای خود، نزد دوست جدیدش پینلی اقامت کند. در این مدت او می‌‌توانست از کتابخانه‌ی بزرگ پینلی استفاده کند. به علاوه، در این خانه با افرادی چون «پائولوسارپی» و «روبرتو بلارمینو» که بعدها تأثیر بسیاری بر زندگی او گذاشتند، آشنا شد.
آن چه گالیله را در ونیز مشهور کرد، رساله‌ای بود که در مورد استحکامات نظامی نوشت. در واقع، ایالت ونیز قسمت اعظم موفقیت خود را مدیون قدرت نظامی بود تا تجارت. به همین جهت فعالیت‌های علمی و فنی گالیله در زمینه‌ی استحکامات نظامی برای این ایالت اهمیت بسیار زیادی داشت. همین امر باعث شد که کارگاه‌های بزرگ کشتی‌سازی ونیز امکانات فنی گسترده‌ای برای انجام آزمایش‌های مختلف در اختیار او قرار دهند. رساله‌ی دیگری که گالیله در این زمان نوشت، رساله‌ی «در باب حرکت» بود. این رساله، خلاصه‌ای از سخنرانی‌های او درباره‌ی مکانیک کاربردی در دانشگاه پادوا بود.
گالیله در تمام مدتی که در پادوا زندگی می‌کرد، با مشکلات مالی مواجه بود. او سعی می‌کرد با اختراعاتش در‌آمدی کسب کند تا شاید بتواند از عهده‌ی تعهداتش در قبال خانواده برآید. یکی از اختراعات او در 1593 م. نوعی دماسنج ابتدایی بود. این دماسنج، از یک لوله‌ی شیشه‌ای تشکیل شده بود که یک انتهای آن به شکل حباب و انتهای دیگرش باز بود. لوله‌ی شیشه‌ای برای خارج کردن هوا حرارت داده می‌شد و سپس به صورت عمودی در ظرفی از آب قرار می‌گرفت به گونه‌ای که انتهای باز لوله درون آب بود. به محض این که هوای داخل لوله سرد و منقبض می‌شد، آب از لوله بالا می‌رفت و سپس با گرم شدن محیط هوای داخل لوله به تدریج منبسط می‌‌شد و از لوله پایین می‌‌آمد؛ درست برعکس دماسنج‌های امروزی. این اختراع کاملاً مبتکرانه بود، ولی عملاً امکان استفاده از آن وجود نداشت، چون سطح آب در لوله فقط تحت تأثیر دما نبود و فشار هوا هم بر روی آن اثر می‌گذاشت. به هر حال، گالیله موفق نشد درآمدی از طریق فروش آن کسب کند. اختراع بعدی گالیله نوعی سیستم آبیاری بود که هر چند از نظر تکنیکی موفق بود، ولی از نظر مالی، سودی برای او نداشت.
در 1596م. گالیله پَرگار مخصوصی به نام «پَرگار هندسی و نظامی» ابداع کرد که در واقع وسیله‌ای برای محاسبه بود. در دوره‌ای که هنوز ماشین حساب اختراع نشده بود، چنین وسیله‌ای بسیار کارآمد به شمار می‌آمد. از جمله موارد استفاده‌ی این پَرگار، محاسبه‌ی زاویه‌ی شلیک گلوله‌ی توپ بود که در توپخانه مورد استفاده قرار می‌گرفت. گالیله در 1597 م. پرگار خود را کامل‌تر کرد. به این ترتیب، نه تنها کاربردهای هندسی آن افزایش یافت بلکه به کمک خطوط روی آن، ریشه‌ی دوم و سوم اعداد نیز قابل محاسبه بود. به تدریج، استقبال از این پرگار چنان زیاد شد که گالیله صنعتگری را برای ساختن آن استخدام کرد. هر چند او پرگارها را نسبتاً ارزان می‌فروخت، ولی می‌‌توانست از طریق آموزش نحوه‌ی کار آن به خریداران، درآمد خوبی کسب کند. درآمدی که گالیله بابت فروش و تعلیم کاربرد پرگارش به دست آورد، بسیار به موقع بود، زیرا تعهدات مالی او در اواخر دهه‌ی 1590 و اوایل قرن هفدهم میلادی به طور چشمگیری افزایش یافت. گالیله به هنگام اقامت در پادوا با زن ونیزی جوانی به نام «مارینا گامبا» ازدواج کرد. آن دو صاحب سه فرزند شدند؛ دو دختر در سالهای 1600 و 1601 م. به نام‌های «ویرجینیا» و «لیویا» و یک پسر در 1606 م. به نام «وینچنزو». گالیله همیشه نسبت به مارینا مهربان، بود و فرزندانش را بسیار دوست داشت.
در 1601 م. لیویا خواهر کوچک‌تر گالیله، ازدواج کرد و گالیله و میکلانجلو جهیزیه‌ی سنگینی را تقبل کردند. میکلانجلو هرگز به تعهد خود عمل نکرد. او با پولی که از گالیله گرفت برای این که شانس خود را در موسیقی بیازماید به آلمان و لهستان سفر کرد. گالیله برای تهیه‌ی هزینه‌های روزافزون خود و خانواده‌اش علاوه بر کار در دانشگاه تدریس خصوصی هم می‌‌کرد. با این حال، گاهی مجبور می‌شد از دوستان ثروتمندش نیز پول قرض کند. در این میان، یکی از حامیان و دوستان گالیله به نام «فرانچسکو ساگردو» که مردی ثروتمند، مجرد و نُه سال جوان‌تر از گالیله بود، کمک‌های مالی زیادی به او کرد.

با وجود مشکلات مالی، گالیله هرگز خود را از گردش و تفریح و لذت بردن از هوای پاک و آزاد، محروم نمی‌کرد. او مرتب به ونیز می‌رفت، اغلب به تپه‌های اطراف پادوا سفر می‌کرد و گاهی چندین روز را در ویلای دوستانش به سر می‌‌برد، ولی یکی از این سفرها (احتمالاً در 1603 م. ) عواقب بسیار بدی در پی داشت. گالیله و دو تن از دوستانش پس از پیاده‌روی در یک روز گرم و بعد از صرف غذا در ویلایی نزدیک پادوا خوابیده بودند. اتاقی که آن‌ها در آن استراحت می‌‌کردند، یک مجرای خنک کننده داشت که به غاری سرد مربوط می‌‌شد. این مجرا، ابتدا بسته بود، ولی مدتی پس از آن که هر سه نفر به خواب رفتند، توسط یکی از خدمتکاران گشوده شد. در نتیجه آنها در معرض هوای سرد و مرطوبی که از غار می‌‌آمد قرار گرفتند و به شدت بیمار شدند. این بیماری چنان شدید بود که منجر به مرگ یکی از آن‌ها شد. البته مسلم است که چیزی بیش از هوای سرد و مرطوب، باعث بروز چنین بیماری خطرناکی شده است. احتمالاً همراه هوای سرد، گازهایی سمی از غار وارد اتاق شده و شاید هم نوعی عامل عفونی دلیل این بیماری بوده است. پس از آن، گالیله تا آخر عمر از دردهایی که هرگز از آن‌ها رهایی نیافت، رنج می‌‌برد. گاهی اوقات، بیماریش همراه با نوعی ورم مفاصل روماتیسمی چنان عود می‌کرد که او هفته‌ها در رختخواب بستری می‌‌شد.
بیماری نتوانست تأثیری جدی بر فعالیت‌های علمی گالیله بگذارد و او هم چنان به کار خود ادامه می‌‌داد. در پادوا آزمایش‌های دقیق‌تری روی آونگ‌ها انجام داد. هم چنین، به بررسی حرکت اجسام بر روی سطح شیب‌دار پرداخت و با اندازه‌گیری زمان حرکت گوی‌ها روی سطح شیبدار به مطالعه در مورد شتاب پرداخت. البته بیشتر این بررسی‌ها را تا دهه‌ی 1630 م. منتشر نکرد، ولی با رد نگرش فلسفی مشائیان، همواره برای اثبات فرضیه‌ها و درک بیشتر امور طبیعی، از تجربه و آزمایش استفاده می‌‌کرد. مدتی بعد، از طریق مکاتبه با «یوهانس کپلر» آشنا شد. کپلر یکی از طرفداران نظریه‌ی کوپرنیکی بود. بر طبق این نظریه، زمین مرکز عالم نبود و به دور خورشید می‌‌چرخید. گالیله در ماه مه 1597م. در یکی از نامه‌هایش به کپلر نوشت که او نیز به نظریه‌ی «خورشید مرکزی» کوپرنیک گرویده است.
گالیله در کنار فعالیت‌های علمی، به هنر، شعر و ادبیات نیز علاقه‌ای فراوان داشت و از نواختن عود و چنگ لذت می‌برد. او در 1604 م. وارد چهل سالگی شد و این در حالی بود که دهه‌ای پر کار و پر ثمر را به پایان رسانده بود. او با ساختن ابزارها و وسایل علمی در جمهوری ونیز معروف شده و اعتماد مقامات را جلب کرده بود. اینک او استاد و سخنرانی مشهور شده بود که نظریاتی ضد ارسطویی داشت. اشراف شهر که متوجه مقام علمی گالیله شده بودند، در صدد جلب او به محافل علمی برآمدند. آن دانشجوی ماجراجو و آشوبگر، حالا مردی شده بود، که می‌توانست در هر مباحثه‌ای برای درهم کوبیدن نظرات مخالف، از نکته سنجی‌ها و کلمات تند و تیز که از تعقلی ژرف نشأت می‌گرفت، بهره گیرد. کرسی استادی او در پادوا نه تنها تمدید شد، بلکه حقوق او نیز افزایش یافت.
در 1604 م. گالیله به ستاره‌شناسی علاقه مند شد. در ماه اکتبر همان سال ستاره‌ی جدیدی را که «اَبَر نواخَتر» «سوپر نُوا» نامیده‌ می‌‌شد، رویت کرد. سوپرنوا در واقع ستاره‌ی پیر و کم نوری است که در پایان عمر خود، به طور ناگهانی همراه با درخششی بسیار زیاد، مشتعل می‌‌شود. این نور ناشی از آخرین انفجاری است که در آن صورت می‌گیرد.
بر طبق نظریات ارسطو، کرات آسمانی ماورای ماه، ثابت و غیر قابل تغییراند. بنابراین هر پدیده‌ی جدید آسمانی مثل اَبَر نواخترها و ستارگان دنباله‌دار، باید در فاصله‌ی بین زمین و ماه قرار داشته باشد. گالیله این ستاره‌ی جدید را با استفاده از روش‌های نقشه‌برداری، به دقت بررسی کرد. او در سخنرانی‌هایی که درباره‌ی این اَبَر نواختر ایراد می‌کرد، می‌‌گفت این ستاره همچون دیگر ستارگان در فضای ماورای ماه قرار دارد و به همین دلیل، برخلاف نظریه‌ی ارسطو، کرات آسمانی ثابت نیستند. این سخنرانی‌ها منجر به مباحثه‌ای شدید بین او و استاد فلسفه‌ی دانشگاه پادوا شد. این استاد یکی از طرفداران سرسخت نظریه‌ی ارسطویی بود. البته از آن جا که این دو نفر دوستانی قدیمی بودند و هیچ دشمنی شخصی‌ای بین آن‌ها وجود نداشت، این بحث بیشتر جنبه‌ای دوستانه داشت. تمام این مسائل باعث می‌‌شود که شهرت گالیله روز به روز بیشتر بود.
در تابستان 1605 م. گالیله به فلورانس رفت. او هنور نتوانسته بود تعهدات خود را در قبال تهیه‌ی جهیزه‌ی دو خواهرش ادا کند؛ به همین دلیل هر دو داماد از او شکایت کردند. در این ماجرا، ساگردو دوست گالیله، کمک زیادی به او کرد. او مخارج دادگاه را پرداخت و تا جایی که امکان داشت جریان دادرسی را به تعویق انداخت. گالیله با وجود موفقیت‌های شغلی و اجتماعی‌ای که در پادوا به دست آورده بود، همیشه در فکر بازگشت به توسکان بود. او می‌‌خواست شغلی در دربار بیابد تا از سخنرانی‌های پی در پی در پادوا رها شود. سرانجام فرصتی طلایی برای رسیدن به هدفش به دست آورد. «کریستین دولورن» امیر بانوی بزرگ توسکان، از گالیله خواست که طرز کار پرگار هندسی را به پسرش «کوزیمو» بیاموزد. در این اثنا، دادخواهی علیه گالیله نیز منتفی شد. احتمالاً شاکیان با تصور این که شاید راهیابی گالیله به دربار به نفع آن‌ها باشد و به طلب خود برسند، از شکایتشان صرف‌نظر کردند.
گالیله تا این زمان، فقط جزوات دست‌نویس شده‌ی دستورالعمل استفاده از پرگار را منتشر کرده بود. در واقع او می‌‌خواست تا حد امکان طریقه‌ی استفاده از آن را مخفی نگاه دارد تا بتواند بابت آموزش نحوه‌ کاربردش، درآمدی کسب کند، ولی در 1606 م. دستنوشته‌های خود را در 60 جلد منتشر کرد. و در اختیار پرنس کوزیمو قرار داد.
در دوره‌ای که گالیله با دربار توسکان در ارتباط بود، برخوردی سیاسی میان ونیز و رُم به وجود آمد. در 1605 م. «پاپ پل پنجم» به عنوان پاپ جدید انتخاب شده بود. او قصد داشت از قدرت و نفوذ واتیکان، برای دخالت در مسائلی چون مالیات، درگیری‌های مرزی و امور داخلی ونیز استفاده کند. این اختلاف، آن قدر شدت یافت که منجر به تکفیر حاکم ونیز در 17 آوریل 1606 م. شد از سوی دیگر، با اخراج «یسوعیان» - طرفداران فرقه‌ای از مذهب کاتولیک - از ونیز، جنگ بین رُم و ونیز اجتناب ناپذیر به نظر می‌رسید، ولی سرانجام این بحران خاتمه یافت و ونیز دوباره به استقلال رسید.

در طول این بحران، پائولوساریی یکی از شخصیت‌های برجسته‌ای بود که از سیاست‌های ونیز حمایت می‌‌کرد. سارپی 12 سال بزرگتر از گالیله و دوست و حامی او بود. گالیله همواره به چشم پدر و استاد به او می‌‌نگریست. در واقع، سارپی و یارانش بودند که باعث انزجار و تنفر مردم از یسوعیان و در نهایت اخراج آنها از ونیز شدند. در اکتبر 1607 م. عده‌ای که قصد ترور سارپی را داشتند، او را به شدت مجروح کردند و خود به رُم - جایی که پاپ از آن‌ها استقبال می‌‌کرد - گریختند.
گالیله به رغم تمامی اتفاقاتی که در اطرافش می‌‌افتاد، هم چنان به فعالیت‌های علمی و نوشتن کتب و جزواتش ادامه می‌‌داد. او در این مدت کتابی درباره‌ی مکانیک، اینرسی (1) و حرکت نوشت. هم چنین به مطالعه‌ی نیروی مغناطیسی، هیدروستاتیک و سختی مواد مختلف پرداخت. تقریباً در همین زمان بود که ثابت کرد مسیر حرکت گلوله‌ای که شلیک می‌‌شود، سهمی شکل است. در آن دوران، عقیده‌ی عام بر این بود که اگر گلوله‌ای در مسیر افقی شلیک شود، ابتدا مسافت مشخصی را در خط مستقیم طی کرده، سپس به صورت عمودی سقوط می‌‌کند و بر زمین می‌‌افتد. حتی دانشمندانی که متوجه شده بودند حرکت گلوله به شکل مستقیم نیست، نمی‌دانستند این حرکت از چه نوعی است. گالیله ثابت کرد. که این حرکت مستقیم نیست و مسیر حرکت سهمی شکل است.
سال 1609 میلادی نقطه‌ی عطفی در زندگی گالیله بود. در این زمان او چهل و پنج ساله بود. و مشغول تکمیل کتابی بود که خودش می‌‌دانست اثر بزرگی خواهد شد. حتی اگر مطالب و نظرات موجود در این کتاب موجب ناخرسندی پاپ می‌‌شد، تا زمانی که در پادوا به سر می‌‌برد، در امان بود و می‌‌توانست نظراتش را بیان کند. او هم چنان در پی یافتن شغلی به عنوان استاد ریاضیات در دربار توسکان بود تا از سخنرانی‌های پیاپی و نگرانی‌های مالی آسوده شود. علاوه او قصد داشت به شهری که دلبستگی شدیدی به آن داشت بازگردد. سرانجام در تابستان 1609 م. فرصتی را که لازم داشت، به دست آورد.
در 1608 م. فردی هلندی به نام «هانس لیپرشای» موفق به اختراع دوربین نجومی شد (البته شواهدی در دست است که نشان می‌‌دهد «لئونارددیگز» در انگلستان قبل از 1550 م. دوربین نجومی را اختراع کرده است). اخبار مربوط به اختراع دوربین خیلی زود در اروپا پخش شد. قبل از پایان 1608 م. یکی از شاگردان سابق گالیله که در پاریس زندگی می‌‌کرد، نامه‌ای به پائولوسارپی نوشت و خبر اختراع دوربین نجومی را به او داد. معلوم نیست که گالیله محتوای این نامه را می‌‌دانسته است یا نه. شاید گالیله موضوع را از سارپی شنیده و آن را شایعه‌ای پنداشته بود و شاید هم سارپی به تصور کم اهمیت بودن موضوع، به سادگی از آن گذشته بود. به هر حال در ژوئن 1609 م. گالیله برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد دوربین، راهی ونیز شد. او در این مورد با سارپی گفت‌وگو کرد و سارپی نامه‌ای را که چندی قبل دریافت کرده بود. به گالیله نشان داد. بی‌تردید گالیله متوجه شده بود که این وسیله، دستگاهی مفید و گرانبهاست که با کمک آن می‌‌توان اشیاء بسیار دور را چنان واقعی دید که گویی نزدیک بیننده قرار دارند. او می‌‌توانست که چنین وسیله‌ای برای ارتش و نیروی دریایی بسیار ارزشمند است.
اوایل ماه اوت همان سال، زمانی که گالیله در ونیز بود، خبر رسید که غریبه‌ای هلندی با ابزاری شگفت‌انگیز وارد پادوا شده است. گالیله به خانه بازگشت تا اخبار بیشتری کسب کند. او بایستی می‌‌فهمید که این غریبه قصد رفتن به ونیز را دارد یا نه. گالیله فوراً دست به کار شد. او می‌‌خواست اولین کسی باشد که دوربین نجومی را به حاکم ونیز تقدیم می‌‌کند. او آزمایش‌های مختلفی انجام داد و عدسی‌ها را در لوله‌ها امتحان کرد. دوربین او از یک جداره‌ی سربی تشکیل شده بود که در هر طرف آن، یک عدسی قرار داده بود. در دوربین هلندی از دو عدسی محدب استفاده شده بود، ولی گالیله از یک عدسی محدب و یک عدسی مقعر استفاده کرد. به این ترتیب، تصویر، وارونه دیده نمی‌شد. گالیله در عرض 24 ساعت، دوربین خود را ساخت و در چهارم اوت، پیغامی برای سارپی فرستاد. در همین زمان، مجلس سنای ونیز از سارپی خواست نظر خود را در مورد دوربین جدید هلندی اعلام کند.
سارپی تا آن جا که می‌‌توانست کار مرد هلندی را به تعویق انداخت و گالیله فرصت یافت دوربینی با بزرگ‌نمایی دَه‌برابر بسازد. گالیله اواخر همان ماه به ونیز بازگشت و دوربین خود را به معرض نمایش گذاشت. او کشتی‌های بادبانی را که با چشم غیرمسلح قابل رؤیت نبودند و تقریباً دو ساعت طول می‌‌کشید تا در معرض دید قرار گیرند، به سناتورهای ونیزی نشان داد. سپس نمونه‌ای از این دوربین را به حاکم ونیز تقدیم کرد. در واقع این کار گالیله نشان دهنده‌ی بینش سیاسی او بود. حکومت ونیز، دوربین گالیله را پذیرفت و پاداشی هم برای آن در نظر گرفت. او به صورت مادام‌العمر، به سمت استادی دانشگاه پادوا منصوب شد و حقوقی معادل هزار کرون در سال، یعنی دو برابر حقوق قبلیش، برای او در نظر گرفته شد. گالیله این پاداش را با رغبت پذیرفت، ولی بعد متوجه شد که افزایش حقوق از سال آینده پرداخت خواهد شد و استخدام مادام‌العمر نیز به معنی تدریس تا آخر عمر بود.

پرنس کوزیمو پس از مرگ پدر، در 1609 م. به عنوان امیر بزرگ، کوزیموی دوم به سلطنت رسید. گالیله در سفر کوتاهی که به فلورانس داشت، فرصتی یافت تا دوربینش را به کوزیموی دوم تقدیم کند. او در همان سال، دوربینی با قدرت بزرگنمایی 20 برابر ساخت. در واقع با همین دوربین بود که گالیله در 1610 م. چهار قمر مشتری را کشف کرد. او برای کسب حمایت امیران توسکان که از خاندان «مدیچی» بودند، اقمار مشتری را «سیاره‌های مدیچیایی» نامید. گالیله با این دوربین قوی (به قدرت یک دوربین دو چشمی امروزی) راه شیری را مشاهده کرد. او دریافت که این نوار شیری رنگ، از ستارگانی بی‌شمار تشکیل شده است که با چشم غیرمسطح نمی‌توان آن‌ها را دید. هنگامی که دوربینش را به سوی ماه گرفت، متوجه شد که ماه سطحی صاف و صیقلی ندارد، بلکه دارای گودال‌ها، دهانه‌های آتشفشان و کوه‌های مرتفع است. نظر مشائیان در مورد ماه این بود که این کره دارای سطحی بسیار صاف و صیقلی است که همانند آینه، نور خورشید را منعکس می‌‌کند، ولی گالیله عکس این قضیه را ثابت کرد. او ارتفاع کوه‌های سطح ماه را از روی سایه‌ی آن‌ها محاسبه کرد. محاسبات او نشان می‌داد که ارتفاع این کوه‌ها به شش کیلومتر می‌‌رسد. اندازه‌گیری او فقط اندکی با محاسبات جدید اختلاف دارد. گالیله در مارس 1610 م. اکتشافات حیرت‌انگیز خود را در کتاب جدیدی به نام «پیک ستارگان» منتشر کرد و آن را به کوزیموی دوم، امیر بزرگ توسکان تقدیم کرد. کتاب پیک ستارگان در 550 نسخه به چاپ رسید و با استقبال بسیار زیادی روبه رو شد. این کتاب، در واقع مهم‌ترین کتاب قرن هفدهم میلادی به شمار می‌‌رفت که پنج سال بعد حتی در چین هم ترجمه و چاپ شد. از آن پس، گالیله برای تحصیلکردگان ایتالیا، چهره‌ای کاملاً شناخته شده بود. پس از انتشار این کتاب، بالاخره گالیله به آرزوی دیرینه‌ی خود دست یافت و به عنوان ریاضی‌دان و فیلسوف اول دربار امیر بزرگ توسکان برگزیده شد. گالیله تا آن زمان، افرایش حقوقی را که قرار بود به او پرداخت شود، دریافت نکرده بود. به همین دلیل، هیچ اجباری برای ماندن در پادوا نمی‏دید. او به فلورانس رفت و با حقوق هزار کرون در سال به سِمَت ریاضی‌دان اول دانشگاه پیزا منصوب شد. او دیگر مجبور نبود. فقط تدریس کند و امیر بزرگ، او را از پرداخت تعهدات برادرش در قبال جهیزیه، معاف کرد.
نقل مکان گالیله به فلورانس، بر زندگی خصوصی او نیز اثر گذاشت. دو دختر او قبل از خودش به فلورانس رفتند، ولی از آنجا که مارینا گامبا حاضر نبود همراه او به فلورانس برود، وینچنزوی کوچک در پادوا نزد مارینا ماند تا پس از آن که به اندازه‌ی کافی بزرگ شد، به آنها بپیوندد. گالیله در فلورانس با نجیب‌زاده‌ای به نام «ساگردو فیلیپو سالویاتی» که 20 سال از خودش جوان‌تر بود آشنا شد. او مردی ثروتمند بود و علاقه‌ی فراوانی به علم داشت. بی‎‌‌تردید این دوستی برای گالیله بسیار با ارزش بود. گالیله مثل همیشه از محافل گرم و دوستانه لذت می‌‌برد، ولی از اوایل 1611 م. دردهایی که ناشی از بیماری مزمش بود، شدت یافت. او به خاطر درد وتب، مرتب بستری می‌‌شد.
گالیله قبل از ترک پادوا، متوجه وجود ساختاری عجیب در سیاره‎‌ی زُحل شده بود که البته قادر به توضیح و توصیف دقیق آن نبود. پس از مرگ گالیله، این کار توسط «کریستین هویگنس» انجام گرفت. هویگنس توضیح داد که این ساختار، ناشی از وجود حلقه‌هایی در اطراف این سیاره است. گالیله به محض این که به فلورانس رسید، تغییرات صوری یا «اهله‌ی» سیاره‌ی زهره را کشف کرد. او متوجه شد که شکل ظاهری این سیاره از یک هلال باریک تا حالت بدر کامل تغییر می‌‌کند؛ درست همانند شکل ظاهری ماه که چرخش آن به دور زمین چنین حالتی را به وجود می‌‌آورد. این کشف، ضربه‌ی مهلکی بر کیهان‌شناسی ارسطو وارد کرد، زیرا تنها توضیح این پدیده این بود که سیاره‌ی زهره به دور خورشید می‌چرخد، نه به دور زمین.
مشائیان برای توجیه نظریه‌ی ارسطویی که کاملاً در تضاد با اکتشافات گالیله بود، دلایل باور نکردنی و عجیبی می‌آوردند. برای مثال، یکی از فیلسوفان فلورانس، برای توجیه ناهموار بودن سطح ماه گفته بود که کوه‌ها و گودال‌های آتشفشانی که گالیله در سطح ما رؤیت کرده است، واقعی‌اند ولی این سطح ناهموار با لایه‌ای غیر قابل رؤیت، از جنس بلوری صاف و صیقلی پوشیده شده است! گالیله در جواب آن‌ها با عصبانیت پاسخ داد که از پذیرفتن چنین نظریه‌ای خوشحال خواهد شد؛ زیرا با قبول آن، او نیز می‌تواند ادعا کند که کوه‌هایی از جنس این بلور، با ارتفاع دَه برابر آن چه که او در ماه مشاهده کرده است، وجود دارد.
تقریباً در همین زمان بود که گالیله لکه‌های خورشیدی را مشاهده کرد. او نمی‌توانست که این لکه‌ها قبلاً توسط ستاره‌شناسان دیگر رؤیت شده‌اند. این اکتشاف نیز همچون دیگر اکتشافاتی که با دوربین نجومی انجام گرفته بود، نظریات ارسطویی را زیر سؤال می‌برد. دانستن این کلیسا چه واکنشی در برابر اخبار نشان می‌داد، از اهمیت خاصی برخوردار بود. پاسخ این سؤال در رُم بود.
برخلاف ونیز، توسکان از سیاست‌های رُم پیروی می‌کرد. اگر بخواهیم واضح‌تر بگوییم، در این باره با هر اصلاح و تحولی به شدت مقابله می‌شد. دوره‌ای که بیش از 100 سال به طول انجامید و کلیسای کاتولیک در تمام این مدت، مبارزه‌ای سخت با فرقه‌ی پروتستان داشت. بدون تردید این دوره، زمان مناسبی برای سؤال بردن سنت ارسطویی نبود. گالیله در بهار 1611م. وارد رُم شد. در رُم نیز همانند ونیز و فلورانس، به گرمی از او استقبال شد. گالیله مراقب بود که بطلان فلسفه‌ی ارسطویی را به طور مستقیم اعلام نکند. او ترجیح می‌داد شواهد عینی موجود را بیان کند و نتیجه‌گیری را بر عهده‌ی خود آن‌ها بگذارد. به همین دلیل به کمک دوربین نجومی، شگفتی‌های آسمان را به مردم و کاردینال‌ها نشان داد. مدتی بعد موفق شد با پاپ ملاقات کند و سپس به عنوان یکی از اعضای «فرهنگستان تیزبینان» که اولین انجمی علمی جهان بود و در 1603 م. در رُم پایه‌گذاری شده بود، پذیرفته شد. این فرهنگستان با استفاده از نفوذ گالیله، به مهم‌ترین انجمن علمی جهان تبدیل شد. اعضای این انجمن را دانشمندان و متفکرانی تشکیل می‌دادند که به هیچ دانشگاهی وابسته نبودند و هیچ تعهدی برای حمایت و طرفداری از کسی نداشتند. در ضیافت شامی که با حضور گالیله در این انجمن بر پا شد، برای اولین بار و به طور تصادفی واژه‌ی «تلسکوپ» استفاده شد.
یکی از دوستان قدیمی که گالیله در رُم ملاقات کرد، روبرتو بلارمینو بود. او در آن زمان کاردینال شده بود و عضو دادگاه تفتیش عقاید بود. در این ملاقات، کدورت کوچکی میان این دو دوست به وجود آمد. گالیله محتاطانه به بلارمینو اشاره کرده بود که مشاهدات نجومی او کیهان شناسی کوپرنیکی را که بر اساس آن زمین به دور خورشید می‌چرخد، تأیید می‌کند. بلارمینو نامه‌ای به دادگاه تفتیش عقاید نوشت تا تحقیق شود که آیا گالیله به طور رسمی نظرات کوپرنیک را تدریس کرده است یا نه، ولی موضوع در آن جا مسکوت ماند و بعدها باعث محکومیت گالیله شد.
گالیله پس از بازگشت به فلورانس، هم چنان به مشاهدات ستاره‌شناسی خود ادامه داد. او قصد داشت از تغییر موقعیت قمرهای مشتری، به عنوان نوعی ساعت نجومی استفاده کند؛ به گونه‌ای که دریانوردان بتوانند طول جغرافیایی و زمان را به کمک آن تعیین کنند. این دقیقاً همان مشکلی بود که دریانوردان در قرن هفدهم میلادی با آن مواجه بودند. گالیله در همین زمان، مطالعاتی در مورد هیدروستاتیک انجام داد و نتایج مطالعاتش را در کتاب کوچکی نوشت که در 1612 م. دوبار به چاپ رسید. گالیله قبل از سفر به رُم، کشف کرده بود که اگر فاصله‌ی عدسی‌های تلسکوپ را تغییر دهد، دوربینش تبدیل به دستگاهی می‌شود که به کمک آن می‌توان اشیاء بسیار ریز را مشاهده کرد. در واقع، او یک میکروسکوپ ابتدایی ساخته بود. گالیله با این دستگاه، اجزای مختلف بدن حشرات را مشاهده کرد و از این مشاهدات دچار حیرت و شگفتی شد.

مهم‌ترین فعالیت گالیله در این مدت، مطالعه در مورد لکه‌های خورشیدی بود. او کتابی در مورد لکه‎های خورشیدی نوشت که در 1613 م. توسط فرهنگستان تیزبینان منتشر شد. در پیشگفتار این کتاب آمده بود که گالیله نخستین کسی است که این لکه‌ها را کشف کرده است. این ادعا، اختلاف شدیدی میان گالیله و یک کشیشِ یسوعی به نام «کریستوفر شاینر» به وجود آورد. این کشیش آلمانی اعتقاد داشت که قبل از گالیله موفق به کشف لکه‌های خورشیدی شده است - البته قبل از هر دوی آن‌ها «یوهان فابریسیوس» هلندی این لکه‌ها را کشف کرده بود- بنابراین، مشاجره‎‌ی آن‌ها کاملاً بی مورد بود. شاینر ادعا می‌کرد که لکه‌های خورشیدی، سیاره‌های کوچکی هستند که با فاصله‌ی بسیار کم به دور خورشید می‌چرخند، ولی گالیله ثابت کرد که این لکه‌ها روی سطح خورشید قرار دارند و حرکت آن‌ها به خاطر دَوَران خورشید است؛ به بیان دیگر، خورشید نیز به دور خود می‌چرخد و ثابت نیست.
این اختلاف، باعث افزایش دشمنی یسوعیان با گالیله شد. نکته‌ی جالب توجهی که در این کتاب به چشم می‌خورد، این بود که گالیله در پیوست آن از زبان فردی ناشناس که طرفدار نظریه‌ی کوپرنیکی است، حرکت سیارات مدیچیایی به دور مشتری و گرفتگی منظم این اقمار را بیان کرده بود.
هر چند گالیله تا مدتی در نوشتن محتوای کتاب‌هایش بسیار محتاط بود، ولی به تدریج به بحث و گفت‌و‌گوی آشکار در مورد نظریات کوپرنیکی پرداخت. او معتقد بود بیانات کتاب مقدس را نباید به صورت تحت‌اللفظی تعبیر کرد بلکه شایسته است که متن کتاب مقدس به گونه‌ای تفسیر شود که مورد انتقاد قرار گیرد. مدتی بعد، مخالفان گالیله علیه او به دادگاه تفتیش عقاید شکایت کردند ولی هیچ مدرک روشن و مشخصی بر ضد او نبود. در اواخر 1615م. گالیله پس از کسب اجازه‌ی رسمی از امیر بزرگ، داوطلبانه به رُم رفت. او می‌خواست دقیقاً از موقعیت خود در رُم آگاه شود و در صورتی که مقامات رسمی اجازه دهند، به بحث در مورد ستاره‌شناسی جدید بپردازد. در واقع، این بزرگ‌ترین اشتباه گالیله بود. او بیش از اندازه به موقعیت خود خوشبین بود و این کار عاقبت خوبی برای او نداشت.
قبل از ورود گالیله به رُم، دادگاه تفتیش عقاید، تحقیقات خود را به طور محرمانه آغاز کرده بود. در جریان این سفر، گالیله هرگونه تردیدی را کنار گذاشت و آشکارا به طرفدارای از نظریات کوپرنیکی، به بحث و گفت‌و‌گو پرداخت. در همین زمان، مقامات کلیسایی درباره‌ی این موضوع به تبادل نظر پرداختند و با توجه به تعالیم کاتولیکی، نظر خود را بیان کردند. بارگاه پاپ به طور رسمی اعلام کرد نظریه‌ای که بر اساس آن خورشید در مرکز عالم قرار دارد، پوچ و باطل است و رسماً کفر به شمار می‌آید. به علاوه، فرضیه‌ای که به موجب آن زمین در فضا حرکت می‌کند، ناشی از بی‌ایمانی و سوءنیت است.
در 24 فوریه‌ی 1616 م. پاپ به کاردینال بلارمینو که از دوستان سابق گالیله بود، دستور داد گالیله را از این حکم آگاه کند. دستورهای پاپ کاملاً روشن و صریح بود. بلارمینو موظف شده بود به گالیله اطلاع دهد که دیگر نمی‌تواند به نظریات کوپرنیکی معتقد باشد یا از آن دفاع کند. به علاوه، اگر گالیله از این حکم سرپیچی کند، به طور رسمی توسط دادگاه تفتیش عقاید احضار می‌شود و در حضور رئیس دادگاه و شاهدان به او اعلام خواهد شد که حق اعتقاد، دفاع یا تدریس نظریات کوپرنیکی را ندارد. چنین به نظر می‌رسد که ملاقاتی میان گالیله و بلارمینو با حضور رئیس، نمایندگان و شاهدان دادگاه تفتیش عقاید صورت می‌گیرد. بلارمینو مطابق وظیفه‌ای که بر عهده‌اش گذاشته شده بود، دستورهای اولیه را به گالیله ابلاغ می‌کند. سپس بدون این که مهلتی برای واکنش به گالیله داده شود، نمایندگان دیگر دادگاه، اخطار دوم را که شامل ممنوعیت تدریس نظریات کوپرنیکی بود، صادر می‌کنند.
تاریخ نویسی به نام «استیلمن دراک» جریان احتمالی این رویداد را چنین بازگو می‌کند که بلارمینو - نماینده‌ی رسمی پاپ در مورد رسیدگی به این موضوع- از این که دستورهای صریح پاپ اطاعت نشده بود، خشمگین بود. بر طبق فرمان پاپ، آن‌ها فقط موظف بودند اخطار اولیه را به گالیله بدهند.
همین موضوع باعث می‌شود که بلارمینو از امضای صورت جلسه‌ی دادگاه خودداری کند. از طرف دیگر، وقتی شایعاتی در مورد توبیخ گالیله منتشر می‌شود، بلارمینو ادعانامه‌ای رسمی به گالیله می‌دهد که در آن بیان شده بود آن چه به گالیله ابلاغ شده، فرمانی در ارتباط با عموم مردم است. به بیانی دیگر، گالیله، فقط از یک حکم عمومی آگاه شده است که مختص تمام کاتولیک‌هاست و همه موظف‌اند از آن اطاعت کنند. بعدها از این دو سند - صورت جلسه‌ی امضا نشده‌ی مذاکرات و ادعانامه‌ای که توسط بلارمینو امضا شده بود - در محاکمه‌ی نهایی گالیله برای اثبات ارِتداد او استفاده شد.
محاکمه‌ی نهایی گالیله، نقطه‌ی اوج داستان زندگی اوست. ولی قبل از این که به این موضوع بپردازیم، کمی بیشتر درباره‌ی کارهای گالیله- از جمله ادامه‌ی تحقیقات در مورد اقمار مشتری، مطالعه در مورد ستارگان دنباله‌دار و پیشرفت تدریجی کتاب جدید او - صحبت خواهیم کرد، ولی قبل از آن بد نیست به بخشی از زندگی خصوصی او اشاره کنیم.
گالیله در بهار 1617م. به خانه‌ای در «بلوسگاردو» - تپه‌هایی واقع در غرب فلورانس- نقل مکان کرد. او می‌خواست به دخترانش، ویرجینا و ویویا که در صومعه‌ی «سان ماتیو» واقع در «آرچتری» زندگی می‌کردند، نزدیک‌تر باشد. گالیله خودش آن‌ها را به این صومعه فرستاده بود. ویرجینیا و ویویا به خاطر تنگ‌دستی، چاره‌ای جز راهبه شدن نداشتند. در واقع، تجربه‌ی تلخی که گالیله از جهیزیه‌ی دو خواهرش داشت، باعث شده بود که چنین تصمیمی بگیرد. به این ترتیب، آن‌ها نه احتیاجی به حمایت مالی گالیله داشتند و نه گالیله مجبور بود جهیزیه‌ی سنگینی برای آنها بپردازد.
این موضوع عجیب به نظر می‌رسد که گالیله به خاطر علاقه‌ی شدید به دخترانش، حاضر می‌شود زندگی در فلورانس را رها کند و در نقطه‌ای دور افتاده ساکن شود؛ با این حال آن‌ها را در شانزده سالگی به جایی می‌فرستد که کار سخت، غذای نامناسب و ناکافی و سرپناهی سرد در انتظار آنهاست؛ ولی او این کار را کرد. با وجود این، با آن‌ها و مخصوصاً دختر بزرگش ویرجینیا که دیگر «خواهر ماریا چلسته» نامیده می‌شد، روابط بسیار نزدیک و عمیقی داشت.
در 1617م. گالیله پنجاه و سه ساله بود. او علاوه بر بیماری مزمنی که داشت، از فتقی حاد رنج می‌برد. از سوی پاپ به او در مورد نظریات کوپرنیکی تذکر داده شده بود. گالیله که تا حدی به خطرات اثبات نظریات کوپرنیکی پی برده بود، بیشتر احتیاط می‌کرد. یک سال بعد «جنگ 30 ساله» (برخورد فرقه‌های کاتولیک - پروتستان) آغاز شد. گالیله می‌دانست که در این موقعیت نباید خشم کلیسا را برضد خود برانگیزد ولی با پدیدار شدن سه ستاره‌ی دنباله‌دار در 1618 م. بحث و جدل تازه‌ای میان گالیله و یسوعیان، به خصوص یک کشیش یسوعی به نام «هوراسیوگراسی» درگرفت.
گراسی کتابی درباره‌ی ستارگان دنباله‌دار منتشر کرد که گالیله در پاسخ آن، کتاب «عیارسنج» را نوشت. از آن جا که گالیله و گراسی هر دو در توضیح این پدیده دچار اشتباه شده بودند، به بحث در مورد جزئیات این مسئله نمی‌پردازیم، ولی گالیله در کتاب عیارسنج که در 1623 م. منتشر کرد، نکات و ظرایف ژرفی درباره‌ی مبانی علوم طبیعی و روش علمی بیان کرده است که بهتر است به آن اشاره کنیم. او در این کتاب با طعنه و کنایه و لحنی مبارزه‌جویانه عنوان می‌کند که مخالفان او تصور می‌کنند فلسفه کتابی تخیلی است که توسط نویسنده‌ای نگاشته شده است. او می‌گوید فلسفه و حکمت را در کتاب جهان هستی نوشته‌اند.
فهم کتاب جهان هستی میسر نیست مگر این که زبان خاص آن را بیاموزیم و حروفی را که برای نوشتنش به کار رفته است، بشناسیم. این کتاب، به زبان ریاضیات نوشته شده است و حروف آن را مثلث‌ها، دایره‌ها و دیگر اَشکال هندسی تشکیل می‌دهند که بدون آن‌ها حتی درک یک کلمه از این مثلث‌ها، دایره‌ها و دیگر اَشکال هندسی تشکیل می‌دهند که بدون آن‌ها حتی درک یک کلمه از این کتاب برای بشر ممکن نیست و عاقبتی جز سرگردانی در کوره‌راه‌های تاریک وجود ندارد.
به بیانی دیگر، یسوعیان با داستان پریان سروکار داشتند، در حالی که گالیله با حقایق رو در رو بود. درست در زمانی که کتاب عیارسنج در دست چاپ بود، پاپ در گذشت و کاردینال «مافئوباربرینی» با نام «اوربن هشتم» به جای او نشست. به نظر می‌آمد که بخت به گالیله رو کرده است، زیرا پاپ اورین هشتم، یعنی همان کاردینال باربرینی سابق، در واقع از دوستان قدیمی گالیله بود. گالیله معلم خصوصی یکی از برادرزاده‌های باربرینی به نام «فرانسیسکو» بود که چند ماه قبل از انتخاب اورین هشتم، دکترای خود را از دانشگاه پیزا گرفته بود. همان طور که انتظار می‌رفت، فرانسیسکو باربرینی به محض این که عمویش به مقام پاپی رسید، کاردینال شد. به این ترتیب، گالیله حامی دیگری در واتیکان یافت.
در 1621م. امیر بزرگ توسکان، کوزیموی دوم درگذشت و گالیله یکی از بزرگترین حامیان خود را از دست داد. «فردیناند دوم» که فقط یازده سال داشت، جانشین کوزیموی دوم شد و مادرش کریستین نایب السلطنه شد. مرگ کوزیموی دوم، از قدرت سیاسی توسکان در ایتالیا کاست و این برابر با تضعیف قدرت سیاسی گالیله بود.
در 1623م. گالیله کتاب عیارسنج را به پاپ جدید تقدیم کرد. پاپ اورین هشتم چنان این اثر را پسندید که به هنگام صرف شام، قسمت‌هایی از آن را انتخاب کرد و برای گالیله خواند. این موضوع باعث خوشحالی گالیله شد.
در آوریل 1624م. گالیله برای ادای احترام به پاپ جدید و کاردینال بلارمینی، به رُم رفت. او تا ماه ژوئن در رُم ماند و در این مدت، چندین بار به حضور پذیرفته شد. پاپ در این دیدارها، گالیله را ستود و به دانش او ارج نهاد. او یک مدال طلا نیز به گالیله اهدا کرد. گالیله با این تصور رُم را ترک کرد که می‌تواند کتابی را که مدت‌هاست قصد نگارش آن را دارد، بنویسد. او می‌خواست در این کتاب به مقایسه‌ی نظریات ارسطو و کوپرنیک بپردازد، ولی همان طور که پاپ به او توصیه کرده بود، این مقایسه بایستی به شیوه‌ای عینی و منصفانه انجام می‌گرفت تا ظاهراً هیچ کدام از دو نظریه امتیازی نسبت به دیگری نداشته باشد. به علاوه، او می‌بایست برای مقایسه صرفاً از مفروضات ریاضی استفاده می‌کرد و هیچ گونه اشاره‌ای در مورد حرکت زمین به دور خورشید نمی‌کرد.
گالیله اطمینان داشت که زمین به دور خورشید می‌گردد، ولی آن چه که او تصور می‌کرد بهترین مدرک برای اثبات این ادعاست، درست نبود. گالیله جزر و مدّ دریاها را به حرکت رفت و برگشتی آب درون یک ظرف در حال حرکت تشبیه می‌کرد. او تصور می‌کرد که حرکت زمین باعث بالا و پایین رفتن آب دریاها می‌شود. گالیله چنان از این موضوع مطمئن بود که تصمیم گرفت کتابش را «گفت‌و‌گو درباره‌ی جزر و مدّ» بنامد، ولی دوستانش او را از این کار بازداشتند. آن‌ها معتقد بودند، از آن جا که جزر و مدّ نشان دهنده‌ی حرکت زمین است، اشاره به این کلمه در عنوان کتاب، بی‌تردید موجب برانگیختن خشم کلیسا خواهد شد.
یکی از کارهای مهم گالیله، بررسی سقوط آزاد اجسام روی سطح شیبدار - آزمایش اینرسی - بود. او آزمایش‌های مختلفی روی دو سطح شیبدار به هم پیوسته انجام داد. وقتی که گویی از بالای یکی از دو سطح شیبدار رها می‌شد، پس از رسیدن به خط اتصال دو سطح، از سطح شیبدار دیگر بالا می‌رفت. سرعت گوی، با بالا رفتن از سطح دوم، به تدریج کم می‌شد، تا وقتی که کاملاً متوقف می‌شد و به عقب برمی‌گشت. گالیله متوجه شد اگر اصطکاک سطح با گوی را نادیده بگیریم. گوی در سطح شیب‌دار دوم تا همان نقطه‌ای بالا می‌رود که در سطح شیبدار اول رها شده بود. هر چه شیب سطح دوم کمتر باشد، گوی مسافت بیشتری را روی آن طی خواهد کرد تا به ارتفاعی که از آن رها شده است برسد. حال اگر سطح دوم، یک سطح افقی باشد که شیب آن صفر است، گوی هرگز نمی‌تواند به ارتفاع اولیه‌ای که از آن رها شده، برسد. گالیله به این نتیجه رسید که اگر روی این سطح اصطکاک نباشد، گوی در امتداد خط راست به حرکت خود تا بی نهایت ادامه خواهد داد. این نتیجه‌گیری کاملاً درست بود، ولی در امتداد خط مستقیم در سطح افقی، به معنای حرکت در مسیر منحنی شکل است. به این ترتیب، گالیله حرکت را ذاتاً به صورت منحنی امکان‌پذیر می‌دانست. او از همین مسئله برای توضیح گردش سیارات به دور خورشید استفاده می‌کرد و شرح می‌داد که چرا سیارات بدون این که هیچ نیرویی بر آن‌ها وارد شود، در مسیری منحنی شکل، به دور خورشید می‌چرخند. بعدها دانشمند دیگری ثابت کرد که این حرکت به صورت مستقیم است نه محنی.
گالیله تا 1630م. به طور مداوم در مورد کتابش کار می‌کرد. البته زمانی که اوضاع سیاسی را نامساعد می‌دید، دست از نوشتن بر می‌داشت و به کارهای دیگر می‌پرداخت. در این مدت، او هم چنان از دردهای مزمن رنج می‌برد.
مسئولان دانشگاه پیزا، از این که مجبور بودند به دستور کوزیموی دوم، حقوقی مادام‌العمر به گالیله بپردازند، ناراضی بودند. گالیله بدون انجام هیچ‌کاری، حتی زمانی که در پیزا نبود، این حقوق را دریافت می‌کرد. او به خاطر همین موضوع، مجبور بود درگیری‌های کسل کننده‌ای را که با مقامات دانشگاه داشت، تحمل کند. بی‌تردید اگر امیر جدید توسکان کودک نبود، هرگز چنین اختلافی پیش نمی‌آمد.
در 1630 م. سرانجام کتاب گالیله به پایان رسید. این کتاب که «گفت‌و‌گو در باب دو نظام عمده‌ی جهان» نام داشت، قبل از چاپ بایستی به تأیید ماموران سانسور در رُم می‌رسید. همان گونه که از نام کتاب بر می‌آید، مضمون آن، گفت‌و‌گو میان دو نفر است که یکی از نظریه‌ی ارسطویی و دیگری از نظریه‌ی کوپرنیکی دفاع می‌کند. این طرز نگارش، روشی قدیمی است که به زمان یونان باستان باز می‌گردد. گالیله نفر سومی را هم وارد گفت‌و‌گوها کرده بود؛ ناظری ظاهراً بی‌طرف که به صحبت‌ها گوش می‌دهد و مسائلی را برای بحث و گفت‌و‌گو پیش می‌کشد. شخصیتی که مدافع نظریات کوپرنیکی است و در واقع عقاید خود گالیله را مطرح می‌کند، «فیلیپو سالویاتی» نام دارد که همنام یکی از دوستان قدیمی گالیله است که در 1614 م. درگذشت. ناظر بی‌طرف، همنام دوست دیگر گالیله، فرانسیسکو سالگردو است که در 1620م. درگذشت و شخصیت سوم این کتاب، «سیمپلیکیوس» - به معنی ساده‌دل - است که حامی نظریات ارسطویی است. این نام، برگرفته از نام یکی از مریدان ساده‌دل و صادق ارسطو در یونان باستان است. به نظر می‌آید که گالیله این نام را بدون غرض و با توجه به این که او یکی از حامیان صادق و واقعی ارسطو بود، انتخاب کرده است، ولی بی‌شک او قصد داشت اشاره‌ای به این موضوع داشته باشد که هر کس از نظریات ارسطو پیروی می‌کند، فردی ساده‌لوح است. در هر حال، به کاربردن این نام، مخالفان گالیله را بیشتر تحریک کرد.
کتاب کم کم برای چاپ آماده می‌شد. مأموران سانسور، تغییراتی جزئی در آن دادند اما مفاهیم کلی کتاب تغییری پیدا نکرد. آن‌ها پیشگفتاری برای کتاب تهیه کردند که در آن، از ماهیت فرضی نظریات مورد بحث صحبت شده بود. هم‌چنین بعضی جملات نیز به آخر کتاب اضافه شد تا مشخص شود که ارسطو مورد تأیید کلیساست.
قرار بر این بود که کتاب در رُم، توسط فرهنگستان تیزبینان منتشر شود، ولی با مرگ «پرنس فدریکوچزی» که بنیان‌گذار این فرهنگستان بود، امور انجمن دچار آشفتگی شد. به این ترتیب، اجازه‌ی چاپ کتاب در فلورانس داده شد، اما شیوع بیماری طاعون، رفت و آمد میان فلورانس و رُم را مشکل کرده بود. سرانجام در ژوئن 1631 م. چاپ کتاب با تیراژ یک هزار جلد آغاز شد و در مارس 1632 م. برای فروش در فلورانس عرضه شد. چند نسخه از کتاب نیز سریعاً به رم فرستاده شد.
کاردینال باربرینی پس از خواندن کتاب، نامه‌ای برای گالیله نوشت و در آن خشنودی خود را از مضمون کتاب بیان کرد، ولی این کتاب، خشم دشمنان دیرینه‌ی گالیله (یسوعیان) را برانگیخت. آن‌ها مخصوصاً از این که گالیله در کتابش چندین بار کشف لکه‌های خورشیدی را به خود نسبت داده بود، عصبانی بودند. به زودی یکی از آن‌ها دریافت که پیشگفتار کتاب - که به وسیله‌ی ماموران سانسور تهیه شده بود- با لحنی متفاوت از قسمت‌های دیگر نوشته شده و در متن کتاب سخنان پاپ مبنی بر درستی نظریه‌ی ارسطو، از زبان سیمپلیکیوس نقل شده است. آن‌ها شایع کردند که در این کتاب، مردی اَبله از نظریات ارسطو دفاع می‌کند و منظور گالیله از این مرد اَبله، پاپ است. به این ترتیب، انتخاب این نام که حتماً هنگام شروع نگارش کتاب در نظر گالیله یک شوخی بزرگ آمده بود، عاقبت خوشی برای او به همراه نداشت. دشمنان گالیله پس از این زمینه‌چینی، صورت جلسه‌ی امضا نشده‌ای را که مربوط به سال 1616 م. بود، برملا کردند. بر طبق این صورت جلسه، گالیله حق اعتقاد به نظریات کوپرنیکی، دفاع از آن یا تدریس آن را نداشت. پاپ اوربن هشتم با توجه به مدارک و قراینی که در اختیارش گذاشته شده بود، به این نتیجه رسید که گالیله آگاهانه از دستورهای پاپ پیشین سرپیچی کرده است.

بالاخره خشم پاپ بر ضد گالیله برانگیخته شد و گالیله به جرم ارتداد، برای محاکمه به رُم احضار شد؛ در واقع به خاطر نوشتن کتابی که پس از سانسور رسمی منتشر شده بود. رفتن گالیله به رُم، به خاطر بیماری، ضعف و پیری به تأخیر افتاد. او سرانجام در فوریه‌ی 1633 م. در هفتاد سالگی به شهر رُم پای گذاشت و در 13 آوریل همان سال محاکمه‌ی معروفش آغاز شد.
گالیله در طول محاکمه، کاملاً خونسرد بود. او در مقابل صورت جلسه‌ی امضا نشده، ادعانامه‌ی امضا شده‌ی بلارمینو را - که در 1621 م. درگذشته بود - ارائه کرد. برطبق این ادعانامه، گالیله حق نداشت به افکار کوپرنیکی معتقد باشد و از آن دفاع کند، ولی او می‌توانست نظریات کوپرنیکی را به عنوان یک فرضیه بیان کند. گالیله ادعا کرد که از وقتی پاپ پُل پنجم و بلارمینو در 1616 م. این اخطار را به او داده‌اند، او از تعهدات خود بر مبنی بر چشم پوشی از نظریات کوپرنیکی، سرپیچی نکرده است. گالیله از دید حقوقی متداول، در این محاکمه برنده بود. گواه مستند او، دادخواهی را منتفی می‌کرد؛ به خصوص که کتابش دارای مهر رسمی تأیید هم بود، ولی هیچ کس یارای مقاومت در برابر دادگاه تفتیش عقاید را نداشت و چیزی جز محکومیت در انتظار گالیله نبود.
بالاخره با میانجیگری کاردینال باربرینی، داردسی مجدد و طولانی دیگری صورت گرفت. گالیله می‌دانست که دادگاه تفتیش عقاید، دادگاهی مخوف است و اگر متهم به گناه خود اعتراف کند، به مجازات سبک‌تری محکوم می‌شود. او به ناچار اقرار کرد که برخی از براهین کتاب جدیدش، به سود نظریات کوپرنیکی بوده است. در آخرین روز جلسه‌ی دادگاه گالیله که به شدت تحت فشار قرار گرفته بود، به گناه خود اعتراف کرد و اظهار داشت که از نظریه‌ی کوپرنیکی چشم پوشیده است (در واقع، این باربرینی بود که او را متقاعد کرد چنین کاری بکند، زیرا می‌دانست چه عاقبتی در انتظار دوست قدیمیش نشسته است). بالاخره حکم دادگاه تفتیش عقاید در مورد اتهام گالیله صادر شد. از میان دَه کاردینالی که بایستی حکم را امضا می‌کردند، فقط سه تن از آن‌ها- از جمله باربرینی - حاضر به امضای آن نشده بودند. در 22 ژوئن متن کامل حکم در حضور کاردینال‌های عضو دادگاه به گالیله ابلاغ شد. به موجب این حکم، گالیله گناهکار و مرتد شناخته شده بود. او محکوم به حبس اَبد بود و باید از ارتداد خود توبه می‌کرد.

هر چند صدور چنین حکمی بی‌رحمانه به نظر می‌رسد، ولی در آن زمان برای این گونه جرم‌ها، اشد مجازات در نظر گرفته می‌شد؛ یعنی ابتدا مجرم را به شدت شکنجه می‌دادند و سپس او را به چوبه‌ی مرگ می‌بستند و زنده در آتش می‌سوزاندند. به این ترتیب، می‌توان گفت محکومیت به حبس ابد، مجازت ملایمی برای چنین جرمی بود؛ به خصوص که حکم محکومیت گالیله توسط پاپ اوربن هشتم، به اقامت تحت نظر تخفیف داده شد. پس از آن، گالیله ابتدا در کاخ امیر بزرگ توسکان در رُم، سپس در قصر اسقف اعظم در سینا و سرانجام از اوایل 1634 م. در خانهی‌ شخصی خود در آرچتری تحت نظر قرار گرفت. او در این مدت بدون کسب اجازه حق ملاقات و مراوده با کسی را نداشت. او عملاً در خانه‌ی خود زندانی بود و اجازه نداشت آن جا را ترک کند. در دوم آوریل همان سال، گالیله دختر محبوبش، ماریا چلسته را از دست داد.

گالیله مردی سرسخت و مصمم بود و شرایط نامناسب زندگی و اندوه مرگ دخترش، نتوانست او را از پا درآورد. او از آن پس، شروع به تکمیل آخرین اثر بزرگش که «دو علم جدید» نام داشت، کرد. یک نسخه از دستنوشته‌ی این کتاب، توسط دوستان گالیله به طور مخفیانه از ایتالیا خارج شد و در 1638 م. توسط «لوئی الزوی‌یر» در لیدن به چاپ رسید. این کتاب، خلاصه‌ای از تمام اکتشافات گالیله درباره‌ی مکانیک، اینرسی، آونگ‌ها، مقاومت مواد و روش علمی بود. این اثر بزرگ، که علم جدیدی را به نام علم مکانیک معرفی کرده بود، در دهه‌های بعد توجه دانشمندان بسیاری را برانگیخت و سرانجام ضربه‌ی نهایی را بر فیزیک ارسطویی وارد آورد. مخالفت‌های شدید کلیسای کاتولیک با آثار گالیله، باعث شده بود پروتستان‌ها استقبال زیادی از کتب او کنند. به این ترتیب، اتفاقی نبود که پس از دهه‌ی 1630م. علم به تدریج در ایتالیا رو به زوال رفت، در حالی که در اروپای غربی و شمالی و به خصوص در انگلستان پیشرفت چشمگیری داشت. یکی از کسانی که در آخرین سال‌های زندگی گالیله، موفق به دیدار او شد «توماس هابز» بود. او اخباری درباره‌ی ترجمه‌ی کتاب «گفت‌و‌گو در باب دو نظام عمده‌ی جهان»، از انگلستان برای گالیله آورده بود.
پس از چاپ کتاب «دوعلم جدید»، گالیله به تدریج بینایی خود را از دست داد. او حتی پس از نابینایی، تصمیم گرفت ساعتی آونگ‌دار بسازد، ولی فرصت تکمیل این اختراع را نیافت. چندین سال بعد از مرگ گالیله، کریستین هویگنس فیزیکدان هلندی، این دستگاه را اختراع کرد. در آخرین سال‌های عمر گالیله، یعنی از 1638 م. ویویانی به عنوان کاتب و دستیار در خدمت گالیله بود. اولین زندگینامه‌ی گالیله، بعدها توسط ویویانی نوشته شد. با وجود این که با گذشت زمان، گالیله روز به روز ضعیف‌تر می‌شد، تا آخرین لحظه‌ی زندگی، ذهنی فعال و پر تحرک داشت. او سرانجام در هشتم یا نهم ژانویه‌ی سال 1642م. چند هفته قبل از سالگرد تولد هفتاد و هشت سالگیش، به خوابی آرام فرو رفت که هرگز از آن برنخاست. پیکر او را در نمازخانه‌ی صومعه‌ی «سانتاکروچه» در فلورانس دفن کردند.
هیچ سندی مبنی بر این که گالیله، جمله‌ی eppur, simuove (با این همه، زمین متحرک است) را پس از شنیدن حکم دادگاه بر زبان آورده باشد، وجود ندارد. بی‌تردید او نمی‌توانست پس از گفتن چنین جمله‌ای، نُه سال پس از آن زنده بماند.

کلام آخر

بی‌شک، گالیله شالوده‌ی طرز تفکری نوین را در راه درک طبیعت پایه‌ریزی کرد. او دانشمندی تیزبین بود که تحول بزرگی در علم به وجود آورد. او برای اولین بار در سرزمینی که دانستن واقعیت گناه شمرده می‌شد و تنها راه اثبات هر نظریه‌ای بحث و برهان و فلسفه بود، از روش علمی آزمایش و تجربه برای شناخت جهان بهره گرفت. او با دست خود بهترین تلسکوپ عهد خویش را ساخت و با آن به آسمان نگریست و آن چه دیده به او ثابت کرد که زمین مرکز جهان نیست.
گالیله برای اولین بار خاصیت اینرسی اجسام را کشف کرد. البته نظریه‌ی او در مورد اینرسی کاملاً درست نبود، ولی قدمی فراتر از نظریات ارسطویی بود. «رنه دکارت» بعدها این نظریه را اصلاح کرد. او فهمید که حرکت اجسام بر روی خط مستقیم است نه منحنی. «آیزاک نیوتن» ایده‌ی مربوط به اینرسی را از دکارت گرفت که پایه و اساس قانون اول حرکت نیوتن شد. پی بردن به این موضوع که تمایل طبیعی جسمی همانند سیاره، حرکت روی خط راست است، مگر این که نیرویی خارجی بر آن وارد شود، باعث کشف قانون جاذبه شد و قانون جاذبه بود که توضیح داد چرا سیارات به دور خورشید می‌چرخند.
در اواخر دهه‌ی 1620 م. فلاسفه هم چنان در مورد این مسئله که اگر وزنه‌ای سنگین از بالای دَکل یک کشتی در حال حرکت رها شود، کجا می‌افتد، اختلاف نظر داشتند. دانستن این نکته جالب است که آن‌ها به جای این که دست به تجربه و آزمایش بزنند تا به سادگی به این سؤال پاسخ دهند، صرفاً به بحث و مناظره می‌پرداختند تا با دلیل و برهان به نتیجه برسند. بر همین اساس، برخی می‌گفتند چون کشتی در حال حرکت است، پس جسم سنگین اندکی عقب‌تر از دکل، روی عرشه می‌افتد و عده‌ای دیگر معتقد بودند که جسم سنگین، درست پای دکل، روی عرشه می‌افتد- که البته عقیده‌ی دوم درست است. این در حالی بود که گالیله برای پی بردن به ا ین موضوع و اثبات این که کدام نظریه‌ صحیح است، با دریانوردان به گفت‌و‌گو پرداخت. او می‌دانست از آن جا که جسم در لحظه‌ی رها شدن از فراز دکل، به همراه کشتی به سوی جلو در حال حرکت است، پس از رها شدن نیز همین حالت را حفظ می‌کند، در نتیجه، درست در پای دکل، روی عرشه می‌افتد. در اواخر 1640 م. یعنی دو سال قبل از مرگ گالیله، این آزمایش عملاً انجام شد. یک نفر فرانسوی به نام «پیرگاسندی» یک کشتی بادبانی از نیروی دریایی فرانسه امانت گرفت تا این آزمایش را انجام دهد. او در حالی که کشتی روی آب‌های آرام دریای مدیترانه در حال حرکت بود، تعدادی گوی را از فراز دکل به طرف عرشه‌ی کشتی رها کرد و به همان نتیجه‌ای رسید که گالیله رسیده بود.
گالیله انقلابی در روش مطالعه‌ی جهان به وجود آورد. که بر اساس آن، برای اثبات درستی فرضیه‌ها، به جای متوسل شدن به بحث و گفت‌و‎‌گوی فلسفی باید به مشاهده و آزمایش پرداخت و این همان روش علمی شناخت جهان است. روش علمی، قبل از پایان قرن هفدهم میلادی، به تدریج به روشی فراگیر تبدیل شد و از آن پس، بسیاری از دانشمندان و محققان، از جمله آیزاک نیوتن، برای انجام کارهای علمی خود از آن استفاده کردند. به این ترتیب می‌توان گفت آن چه ما امروزه می‌دانیم، از قانون جاذبه گرفته تا فیزیک کوانتومی، سیاهچاله‌ها، دانش ما از ساختار DNA یا کُدهای ژنتیکی، همه و همه ریشه در این نگرش علمی دارند. همان گونه که «استفان هاوکینگ» می‌گوید: «شاید بتوان گفت گالیله بیش از هر کس دیگری پایه‌گذار و بانی علم نوین است... او از جمله‌ی اولین کسانی بود که نشان دادند انسان می‌تواند به فهم و درک ساختار عالم امیدوار باشد و این کار را صرفاً می‌توان با مشاهده‌ی جهان حقیقی انجام داد.»
سرانجام کلیسای کاتولیک نیز مجبور به اقرار حقیقت شد. کاردینال «پل پویار» به دستور پاپ «ژان پل دوم» از سوی کلیسای کاتولیک، مسئول کمیسیون تحقیق درباره‌ی محاکمه‌ی تاریخی گالیله شد. این کمیسیون پس از ده سال بررسی، به خطاهای کلیسای کاتولیک در مورد محاکمه‌ی گالیله اذعان کرد. پاپ ژان پل دوم در 31 اکتبر 1992 م. یعنی حدود 350 سال پس از مرگ گالیله، به طور رسمی از او عذرخواهی کرد.

پی‌نوشت‌:

1. Inercia

منبع مقاله :
جمعی از نویسندگان زیرنظر شورای بررسی، (1394)، آشنایی با مشاهیر علم، تهران: نشر و تحقیقات ذکر، چاپ اول