在科學上沒有平坦大道，物理學經曆的是一條曲折艱難的道路，在創建物理學的過程中許多著名物理學家作出了豐功偉績，他們中有一些往往被看成是聖人。年輕的朋友們也許不了解他們的奮鬥經曆，以為他們都是些天才，普通人望塵莫及。
讀者們可能都很熟悉伽利略的生平和貢獻，可能他正是大家崇拜的偶像。然而大家也許不知道，他經曆的是一條非常曲折的道路。伽利略有許多發現、發明和創造。在這裏，我們不說伽利略如何發明天文望遠鏡、如何製造第一支溫度計、如何發現木星有衛星、太陽有黑子，也不說伽利略如何研究材料性質和浮力理論，單說伽利略是怎樣發現落體運動定律的，他如何發揚古希臘學者阿基米德的風格，把實驗研究與理論思辨結合起來，走出了一條科學發展的新路。
伽利略是意大利人，1564年出生在一個貴族家庭裏，從小愛好文藝和科學。他所處的時代正值文藝複興之後思想大解放的時期，意大利是文藝複興的發源地，思想非常活躍。前麵說過其傑出代表達·芬奇不僅是藝術家和工程師，還做過許多物理實驗，主張在科學工作中多進行實驗觀察；波蘭人哥白尼（1473-1543）主張日心說，公開向亞裏士多德的信仰者挑戰；英國人弗蘭西斯·培根（1561-1626）大力宣傳實驗的重要性，極力反對經院哲學，為伽利略的工作鳴鑼開道，可以說，他們是伽利略工作的前驅。
伽利略有兩本名著，一本叫《關於托勒密和哥白尼兩大世界體係的對話》（簡稱《兩大世界體係》，1632年出版），另一本叫《關於力學和運動兩門新科學的談話》（簡稱《兩門新科學》，1638年出版），在這兩本書裏伽利略有力地批判了亞裏士多德的宇宙學說，為力學的發展奠定了思想基礎。
伽利略研究落體理論對破除傳統的亞裏士多德的運動理論起過很關鍵的作用。據說，他曾登上比薩斜塔當眾表演落體實驗，他將大小相同的兩個球，一輕一重，同時釋放，結果兩球同時落地。有人說，伽利略表演的那一天，比薩斜塔下熱鬧非凡，伽利略在其他教授和全體學生麵前從比薩斜塔之頂反複地做了實驗來證明這一點，通過這一實驗把亞裏士多德的運動理論批駁得體無完膚。事實是怎樣的呢？落體實驗對批駁亞裏士多德的落體理論的確起過重要的作用，但最早的落體實驗並不是伽利略做的，據史料記載，早在1586年就有人從高處做過落體實驗，並對亞裏士多德的教義提出質疑，那是荷蘭人斯梯文。究竟伽利略有沒有做過落體實驗呢？經查考，在伽利略早年（1591）寫的《論運動》（DeMotu）的小冊子中確實提到過這類實驗。直到伽利略去世二百年後，即1842年，才整理發表，不過他提到的實驗不像人們所說的，是要徹底批駁亞裏士多德的落體理論，而是為了彌補亞裏士多德理論的缺陷。伽利略在這本小冊子裏用阿基米德的浮力定律來說明在媒質中落體的運動。伽利略當時顯然仍然相信，同樣大小的物體在空氣中下落，較重的比較輕的快。
他寫道：“如果從塔上落下兩個同體積的球，其中之一比另一重一倍，我們會發現重的到達地麵並不比輕的快一倍。
其實，在運動開始時，輕物會走在重物的前麵，在一段距離內要比重物快。”這就是伽利略自己記述的落體實驗。
究竟伽利略是隨便說說，還是真做了實驗？從實驗得到了什麼結論？他在實驗中是否真的看到了輕物先於重物下落？這個問題一直是個懸案。
1983年，有兩個美國人做了兩球同時下落的實驗。他們用高速攝影機拍照，果然重現了伽利略觀察到的現象，不過他們不是用機械釋放兩球，而是用兩手分別握著兩個球，並且必須手心向下，同時釋放。他們根據實驗判斷，伽利略得到輕物走在重物前麵的結論，是由於他握重球的手握得更緊，釋放時略為緩慢所致。這件事說明了，伽利略確實是做過落體實驗，不過他的實驗不很成功，他的方法也欠高明，導致了錯誤的結論。同時也說明了，伽利略的思想不是從天上掉下來的，他經曆了曲折的摸索過程。開始，他甚至還是亞裏士多德的維護者。