1590年的壹個早晨，比薩大學的教授們穿著紫色天鵝絨長袍，大步走向高塔，驕傲地準備看伽利略出醜。學生和市民也熙熙攘攘地聚集在比薩斜塔下，希望壹睹為快。伽利略和他的助手不慌不忙，輕松自如，在壹陣噓聲中登上了比薩斜塔。伽利略壹只手握著10磅的鉛球，另壹只手握著1磅的鉛球。他大聲說道，“下面的人！之後雙手同時放開，兩個鉛球同時從塔上拋下。起初，旁觀者嘲笑，但奇跡出現了。兩個同時從塔上自然落下的鉛球同時從空中穿過，輕的和重的都落到了地上。大家驚訝地小聲說:“這是真的嗎？“亞裏士多德的頑固追隨者仍然不願意相信他們的崇拜者亞裏士多德會犯錯誤，並且愚蠢地認為伽利略在鉛球中施了魔法。為了說服大家，伽利略重復了這個實驗，得到了同樣的結果。伽利略用雄辯的事實證明了“落體速度與物體重量無關”，從而打敗了亞裏士多德的追隨者。
正是這個著名的比薩斜塔實驗，第壹次動搖了亞裏士多德在物理學中長期存在的偏見，打破了亞裏士多德的神話。後來伽利略通過計算得到了自由落體定律。然而，比薩斜塔的實驗激怒了比薩大學的許多權威人士。從那以後，年輕的科學家受到了守舊派的憎恨和迫害，伽利略被擠出了比薩大學。
伽利略並沒有因此而灰心喪氣，他的思想仍然非常活躍。不久之後，在朋友的介紹和幫助下，伽利略於1592被聘為帕多瓦大學的數學教授。帕多瓦大學位於威尼斯水城，是壹所學術氛圍濃厚、相對自由的大學，其醫學和數學在歐洲久負盛名。伽利略在這所大學呆了18年，是他科學生涯中最活躍的壹年。