伽利略在大学学医期间，学习了亚里士多德[163]的哲学。虽然亚里士多德已经死了近两千年了，但是，伽利略怀疑他的理论，这实际上等于对抗教会的信仰。而且，教会仍然坚持——如古希腊天文学家托勒密一千年前所教的——地球是宇宙的中心，月球、太阳，以及一些称为星星的针孔似的亮光，绕着地球转动。因为讨厌这个小小的宇宙，也讨厌坚持这种看法的头脑，年轻的伽利略寻求证据，而不是接受教会固定的教义。他靠自学，发现了古希腊最伟大的数学家和物理学家阿基米德[164]。不久，这位热情洋溢的学生在应用阿基米德理论的基础上，发明一套用重量分析金属的计数法。他设计出确定固体重心的简单方法。他的名声在科学中传播开来。1589年，在有影响力的人物的帮助下，伽利略获得了比萨大学数学教授的职位。
进入学院之后，这位年轻教授便敢于反驳亚里士多德。亚里士多德陈述：物体的重量越大，它降落的速度必然越快。一天，伽利略召集博学的全体教师来到著名的斜塔底部，从塔顶同时推下一个10磅重的物体和一个1磅重的物体，两个物体同时落到地面。然而，这些教授宁愿相信书本，也不相信他们的眼睛。不过，伽利略进一步用自由落体和滚落斜面的物体进行实验。他证明，不仅所有的物体在每个时间间隔降落加快，而且速度的加快是一致的，不管它们重量有多少。