В этом и заключалась гениальность прозрения Галилея — методы математики он использовал в физике. Это сейчас кажется самоочевидным, но в те времена физика и математика были двумя разделенными и автономными областями знания. И в тот момент, когда они соединились — дав толчок появлению таких понятий, как поддающаяся измерению сила, — появилась физика нового времени. Предметы можно взвесить, расстояния измерить, время зафиксировать — все в точных цифрах, — и подобное применение математического анализа к физическим явлениям знаменовало возникновение самого понятия «эксперимент». Все то, о чем идет речь, может быть установлено и измерено только на практике. Так было положено начало экспериментальной науке. Конкретный опыт можно выразить в абстрактных концептуальных терминах, результаты зафиксировать, затем сравнить их с другими результатами, полученными и зафиксированными в сходных условиях, — и таким образом сформулировать общие законы. Cimento — вот слово, которым обозначил Галилей подобного рода эксперименты, и в переводе с итальянского оно означает «испытание»; собственно, и столь привычный нам «эксперимент» представляет собой перевод со старофранцузского, на котором он означает «подвергнуть испытанию». Интуиция и практические опыты Галилея заложили основы современной науки. Это он сказал: «Книга Природы написана на языке математики. Персонажи этой книги — треугольники, кубы и другие геометрические фигуры, без помощи которых... мы бесцельно блуждаем по темному лабиринту».
Прозрения подобного рода возникали уже в античности. «Мир сотворен из чисел», — утверждал Пифагор. Но как это осуществляется на практике, он не знал. Галилей стал в этом смысле первооткрывателем, что позволило совсем по-иному взглянуть на картину мира. Ренессанс античной философии и искусства породил доверие к индивидуальной личности и гуманистическому учению. Ренессанс античной науки продемонстрировал, каким образом это учение может быть осуществлено на практике. Ренессансный гуманизм позволил иначе взглянуть на человека, ренессансной науке предстояло выработать новый взгляд на мир.
В непродолжительном времени Галилей стал в Пизе популярной личностью. Студенты боготворили своего молодого, задиристого, не считающегося с авторитетами лектора. Об университетском начальстве того же, правда, не скажешь. Большинство преподавателей в Пизанском университете были братьями-монахами, и, по мнению Галилея, которое он ни от кого не скрывал, идеи его коллег-монахов были столь же плоски, сколь и ортодоксальны. Равным образом презрительную насмешку вызывало у него академическое платье, он даже стишок на эту тему сочинил:
Естественно, терпение у начальства скоро лопнуло, и в 1592 году Галилею было предложено поискать какое-нибудь другое место. По удачному стечению обстоятельств в это время оказалось вакантным место профессора математики в престижном Падуанском университете, которому Галилей и предложил свои услуги. В это время его работы уже стали известны в научном мире, о нем высоко отзывались ведущие итальянские ученые, а великий герцог Фердинандо I называл его «одним из лучших математиков Тосканы». Во всеоружии — с такими-то рекомендациями — Галилей получил искомую должность.
В Падуе, этом крупном городе Венецианской республики, жилось ему неплохо, зарплата составляла 500 флоринов в год. Со своим обычным презрением к условностям, Галилей поселился с пылкой молодой любовницей Мариной Гамбиа, родившей ему троих детей. Равным образом и исследования его тоже вскоре дали нестандартные результаты. Именно в ту пору Галилей начал переписываться с немецким математиком Иоганном Кеплером, жившим в Праге. Галилей признавался Кеплеру, что разделяет теорию Коперника, но боится сказать об этом вслух из-за страха сделаться посмешищем в глазах своих падуанских коллег, почти поголовно придерживающихся взглядов Аристотеля. Впрочем, в ту пору уже и сам Кеплер, хотя Галилей этого еще не осознавал, и подтверждал, и развивал гелиоцентрическую концепцию Коперника. Используя наиболее точные из имеющихся на тот момент — телескоп изобретен еще не был — измерительные приборы, Кеплер постепенно приходил к заключению, что планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптической, а не круговой, как считал Коперник, орбите.
В 1604 году Галилей обнаружил на небе новую звезду; это была так называемая nova (тело, образовавшееся в результате ядерного взрыва) — всего лишь вторая в этом роде после той, что появилась в 134 году до нашей эры. Ортодоксов это явление повергло в ужас, ибо, согласно учению Аристотеля, новых звезд быть не может, как не могут исчезать и старые. Аристотель учил, что земля состоит из четырех элементов (земля, воздух, огонь и вода), небеса же отделены от земли и представляют собой «квинтэссенцию», пятый элемент — совершенный и неизменный. Такие объекты, как кометы, противоречащие как будто этому взгляду, попросту отметаются в сторону как тела, не принадлежащие небу, они существуют в подлунном пространстве, наиболее тесно приближенном к земле, и потому являются не звездами, а просто неким метеорологическим явлением.