17世纪初，荷兰人率先制造出望远镜，用这种望远镜看地面上远处的物体效果还不错，但是用来观测星星的时候，就不太够用了。很快，伽利略设计出一种专为天文观测使用的望远镜，后来被人们称作“伽利略望远镜”。从那一刻起，人们望向太空的视线越来越远，给人类的天文学研究插上了翅膀。

伽利略发现，当调大放大倍率，观测距离越远的时候，恒星数目越多，这说明我们生活的宇宙并不是只有夜空中肉眼可见的这些星星，宇宙的浩渺，超出了此前人类的认识。他观察到月球表面崎岖不平的现象，关于这一点，同学们在晴朗的月圆之夜，使用一架普通的望远镜就能看到，月亮表面有明暗区域的变化——这其实就是月球表面的地形起伏。得益于现代工业的精细加工，哪怕是一架较为便宜的玩具望远镜，也可以拥有光滑的镜面，较为精确的对焦，而这对于只能手工制造器材的早期科学家们来说，是不容易做到的。伽利略绘制了第一幅月面图[8]，也就是月球表面的样子。不知道你有没有注意过，无论是哪一天，你观察月亮，看到的月球表面的图案都是一样的，这是因为月球面对地球的这一面，一直都没有变。月球在绕地球公转，同时它也在自转，月球自转的周期和地球公转的周期刚好一样[9]，因此，它永远是以相同的一面朝着地球，也正因为这样，人们才有机会去画出月面图。

伽利略用望远镜观察太阳，还发现了太阳黑子，他没有简单地认为那些黑色的点是镜片上的灰尘，而是判断这是一种太阳表面的现象。在观察太阳的时候，伽利略没有加装遮光装置，眼睛严重受伤。我们平时在观察太阳相关的自然现象，如日食的时候，需要在观察装置前加装类似墨镜的减光设备[10]。伽利略还观察到了土星环。土星是太阳系行星中光环最亮的一个，由冰颗粒和尘埃组成，尽管很亮，土星环也是无法用肉眼看到的，伽利略是用望远镜观察到的。

此外，伽利略用他的望远镜观察到了木星的四颗卫星。当然，木星并不仅有四颗卫星，伽利略看到的是最大的四颗卫星——木卫一、木卫二、木卫三、木卫四，它们后来也被称为“伽利略卫星”，其中最大的木卫三比水星还要大。发现木星的卫星，这在当时是意义极为重大的，这是人类首次发现“明显不以地球为中心运行的天体”，也是对地心说的巨大冲击。

地心说早在古希腊时期就被提出，它由前面我们讲过的亚里士多德进行整理、完善，并由托勒密发展成为完善的地心说。

也许你会好奇，明明太阳系的行星都是绕着太阳转的，在以太阳为中心的时候，它们有接近圆形的椭圆轨道，有固定的绕转周期，如果以地球为中心，这个轨道可能就不是规则的椭圆轨道了呀！确实是这样的，地心说的确遭遇了这个困难，但是古希腊的科学家们，用一个较为复杂的多个圆轨道组合成行星轨道的理论解释了这个问题，这就留下了不简洁的缺陷。而木星的卫星，如果硬要用这种组合圆轨道理论来解释它们绕着地球转动，这个组合将会极为复杂，最便捷的解释就是——这些卫星绕着木星转动，地球不是它们的中心！

在伽利略观察到木星的卫星时，哥白尼已经提出了日心说，伽利略支持日心说，因此，他也遭受了来自教廷的巨大压力。

伽利略写了一本书来阐述他对日心说支持的论据——《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，这本在科学史上享有重要地位的著作，也常被简称为《关于两大世界体系的对话》或者《对话》。

书中，伽利略写了支持日心说观点的人物与支持地心说观点的人物的对话，它采用这种新颖的叙述方式，希望能够吸引更多的读者。这本书激怒了教廷，教廷将他召至罗马，判决软禁他，这位伟大的科学家在他年近七旬的时候，开始了他的软禁生涯。

1642年，伽利略77岁时，因病逝世。直到300多年后的1979年，梵蒂冈教皇若望·保禄二世才代表罗马教廷宣布此前对伽利略的迫害是错误的，为他平反昭雪。

1642年，人类失去了一位伟大的科学家，但他带来的科学曙光没有因此消退，一年后，一名男婴在英格兰林肯郡的乡下降生，他将接过伽利略手里的科学接力棒，奔向更远的未来，他叫——艾萨克·牛顿。

[6]其实并不仅仅是重新学习失传的知识，也吸收了中亚、西亚的科学家创造的新知识。

[7]自然哲学：当时的称呼，现在我们称之为自然科学。

[8]当时，也有其他观测者在同一时代画出月面图，但是后世一般都认可伽利略为首位，即便时间上有争议，但是他画得最好看，也就长期被人们使用。

[9]这并非巧合，这与太阳系早期，月球的形成过程有关。

[10]原理类似墨镜，减光效果比墨镜强，仅仅戴普通墨镜也是不能直视太阳的。