Вступив на кафедру, Галилей с огромной энергией отдается научным исследованиям, которые уже тогда были направлены на низвержение схоластики.
Возможно, молодой профессор и не предполагал, что когда-нибудь на его долю выпадет великая задача утверждения системы Коперника. Но уже первые механические исследования как бы подготавливали для этого почву, отметая необоснованные возражения, которые можно было делать, опираясь на учение Аристотеля.
Действительно, закон инерции в то время не был известен. И, утверждая вращение Земли, надо было объяснить, почему, когда человек подпрыгивает, земной шар не прокручивается под ним. Ведь какое, казалось бы, «убийственное» возражение можно было сделать польскому астроному, не зная об инерции. Если Земля действительно вращается, скажут перипатетики, достаточно сутки попрыгать на одном месте, чтобы совершить кругосветное путешествие. Земной шар за это время сам обернется под вами вокруг своей оси.
Первую трещину аристотелевская механика дала в самом, казалось бы, прочном месте — в утверждении, что тяжелые тела падают быстрее легких. Вопреки этому, тогда общепризнанному, мнению, которое считалось согласующимся со здравым смыслом, Галилей утверждал, что «если бы не было сопротивления воздуха, то все тела падали бы одинаково, то есть с одинаковой скоростью при равных высотах падения…».
Схоластики возмущались этим кощунственным, с их точки зрения, покушением на авторитет горячо любимого ими учителя.
Но Галилей не сдавался. Он поднялся на вершину наклонившейся «падающей» Пизанской башни и на глазах у многочисленных студентов и профессоров, специально собравшихся для проверки его утверждения, установил на краю башни два шара, один из которых в десять раз тяжелее другого. Одно движение руки — и оба шара одновременно оказываются в воздухе. Толпа с напряженным вниманием ожидает услышать звук удара о землю сначала более тяжелого шара. Но что это? Шары касаются земли одновременно, и звуки их ударов сливаются.
Для уточнения законов падения Галилей изучает движение тела по наклонной плоскости. Кстати, это один из первых количественных опытов в науке. Основная трудность его — точное измерение времени, которое надо было делать, не располагая часами.
С удивительным остроумием преодолевает Галилей это затруднение. Взяв ведро с водой и вставив в его дно узкую трубочку, конец которой можно было закрывать пальцем, он в начале измерения отнимал палец так, что вода стекала в специально подставленную чашу, а в конце снова закрывал трубочку пальцем. Взвешивая воду в чаше, можно было определять продолжительность опыта.
Как и другие его работы, механические опыты Галилея преследовали наряду с познавательной целью также решение важных практических задач: отыскивание законов движения пушечных ядер и определение такого положения ствола пушки, которое обеспечивало бы ей максимальную дальнобойность.
В те годы предполагали, что покидая ствол пушки, ядро обладает vis viva, то есть живой силой. Эта живая сила преодолевает, мол, на некоторое время свойственное, согласно схоластике, стремление всех тяжелых тел к падению, а уж когда она израсходуется, ядро начинает падать. Это объяснение приводило к ложным представлениям о дальности полета ядра. Галилей правильно решил эту практически важную задачу.
При всей ценности для науки открытых Галилеем законов движения не в них все же основное значение его работ для дальнейшего развития человеческой мысли. Величие сделанного им заключается в сокрушении самих основ схоластической науки.
Последователи Аристотеля при обсуждении любой проблемы не только чисто умозрительно «объясняли», почему то или иное явление происходит именно так, а не иначе. Они столь же умозрительно заключали, «как» происходит это явление. Им и в голову не приходило, что в действительности оно может происходить совсем не так, как кажется на первый взгляд. Явление должно происходить так, как было указано, сомнений в этом не должно возникать, и потому этот вопрос даже не обсуждался.
Галилей же в своих работах всегда пытался первоначально выяснить на опыте, как же происходит изучаемое явление в действительности, в природе, и лишь после ответа на этот вопрос искал причину наблюдаемого. Для последнего он первоначально предлагал теоретическое объяснение, а затем его экспериментальную проверку, для которой придумывал простые и очень остроумные опыты. Этим он указал метод научного исследования, обеспечивший бурное развитие естествознания в последующих столетиях.