重新回到阔别多年的校园，伽利略本以为学校会发生很大的变化，他没有想到，比萨大学跟过去一样，仍然充满着保守、腐朽以及沉闷的气息。
在这里，亚里士多德依旧被奉为权威和真理。
此时的伽利略已不是在比萨大学读书时的那个毛头小子了，他成熟了很多，并且认识到，要想怀疑并且打破亚里士多德的神话，必须先去全面地认识他。
从这时起，伽利略更加细心地研究亚里士多德的哲学。而这样也显得他低调了许多，老教授们虽然看他不顺眼，但是也没有再找他的麻烦。
伽利略一有时间就去图书馆读亚里士多德的原著，并且经常跟一些大学的好朋友讨论亚里士多德的哲学。
其中，有一个名叫马佐尼的教授，跟他关系很好，两个人也常常因亚里士多德争得面红耳赤，但是伽利略从与马佐尼的争论当中感觉到自己一直以来对亚里士多德的认识都很肤浅，于是在工作之余，除了他爱好的数学之外，便每天钻到了亚里士多德的哲学当中。
伽利略教的是数学，但与人讨论得最多的却是数学之外的亚里士多德的哲学。这与他在大学读书时的表现是相辅相成的，那时，他学的是医学，可他感兴趣的却是数学。
在讨论与学习亚里士多德的著作之外，伽利略更将主要精力投入到了各种实验上。
通过这些实验，伽利略发现在亚里士多德的著作中，有很多的观点是不正确的。比如，亚里士多德关于重量影响物体下落速度的理论就与他的实验不相符。
亚里士多德认为，当一个物体从某一高度落下来时，其下落的速度取决于其重量，物体越重它的下落速度就越快，反之，轻的物体就下落得慢。
伽利略想，如果按照亚里士多德的观点，将一个重物和一个轻物用一条线拴了起来，形成物系向下落时，就会出现互相矛盾的情况。
由于物系是一个重物跟一个轻物连在一起的，整个物系就比其中的重物重，物系下落的速度就会比单一的重物下落的速度快。
但同时，物系是由一轻一重两个物体连接着的，按照亚里士多德的观点，轻物比重物下落要慢，这样物系下落时，轻物就会在上拉着重物，使物系比重物要落得慢。这样，就与前一个推理产生了矛盾。
伽利略反复作了许多次实验，完全可以证明自己的观点。于是，他将自己的观点写成了一篇题为“论重力”的论文，在这篇文章中，对亚里士多德的观点进行了反驳。
在当时，亚里士多德这个哲学圣人，其地位在人们的心中已经根深蒂固了，人们总是开口亚里士多德，闭口亚里士多德，这是当时人们的一种时尚。如果怀疑亚里士多德那不是疯子，就是神经出现了问题。而对亚里士多德的理论进行挑战，就是大逆不道的行为。
伽利略很清楚亚里士多德的社会影响以及在人们心中的地位，但倔犟的个性，以及不相信权威的精神又使他没有退路，即使是撞破了头皮，也要向前闯一闯了。
一天晚上，伽利略跟几个要好的同学聊天，伽利略对大家说了他的想法：“我要用实验向大家证明一个真理，我要让那些最顽固的老学者们亲眼看到我的实验，然后让他们信服。”
“老师，您想什么时候作实验啊？”学生们不由好奇地问道。
伽利略满怀信心地说道：“我要请学校的全体师生，还有比萨的全体公民来观看这次实验，让大家一起来为我做见证。大家会看到，两个大小不等的铁球同时落地。”伽利略顿了一下，这才继续说道，“过两天，我要做好充分的准备。”
于是，伽利略就在自己的住处，用一大一小两个铁球作了许多次实验。结果，实验证明，在同一个高度，同时向下扔下两个铁球，两球会同时落地。伽利略还让几个要好的朋友也作了几次实验，结果都是一样。
这样，伽利略坚信自己的所做所说都是正确的，而亚里士多德有关轻重物体下落速度不同的说法显然是不正确的。
伽利略想，应该找个公开的场合，向人们公布自己的发现，同时证明自己的说法是正确的。
经过考虑和观察，伽利略决定将实验地点定在著名的比萨斜塔上。
选好地点后，伽利略让自己的学生写了海报，张贴在学校的好多地方。
海报一出，立刻整个校园都轰动了。
“这位伽利略教授，真是没事找事。还是人家古代大科学家亚里士多德说得对，石头比麦秸秆下落的速度肯定快。”有些教师不由议论着。
旁边的人说道：“这回实验不是石头和麦秸秆，而是进行密度或物质相同的物体下降速度的实验。有可能是两块石头、两块铁，或是两个木球。”
旁边的老教授有些不屑地说道：“就是相同的物体也是一样。连小孩子都明白，一块大石头和一块小石头，那个大石头肯定比小石头下降速度要快得多。”
“是啊！咱们大学里，老教授和学生们，还有亚里士多德的著作里都是这么说的，可是，这位新来的年轻数学教授伽利略就否认这种说法，他打算向全校师生证明他是正确的，真是狂妄自大！”另外一个大胡子的老教授有些气恼地说着。
一时之间，整个校园里议论纷纷，有人认为伽利略是大逆不道、胆大妄为；有人认为伽利略是在哗众取宠、沽名钓誉，是不值一提的；但是有的人却很佩服伽利略的胆量，但是对他的说法却是半信半疑；还有极少数人则表示坚决支持。
校园外也有不少人知道了伽利略要通过实验向亚里士多德挑战的事情，也都是议论纷纷，等着伽利略实验的那一天去看热闹。
实验那天到了。在教堂的大钟敲响12下之前，伽利略满怀兴奋地到了公共广场。比萨斜塔下面站满了高声谈笑的学生，看他们的劲头儿，倒更像是来看斗鸡表演的。伽利略找了半天，没有见到校长和一些资历较深的教授，可能他们害怕有失身份。
不过，在人群中，伽利略还是看到了几位教授，他们的脸上挂着藐视的神情，还有一丝不怀好意的冷笑。
在人群的最外围，是一些要走向教堂的老妇人，她们看到这么多人的集会，不知道要发生什么，于是四下里问：什么事情、要看什么、什么时候开始。
在斜塔的入口处，一位老教授正在和一位年轻的教授热烈地交谈着。他们看到伽利略走过来，便一下子停住口，分开了。伽利略没有理会他们，径直进入了塔中。
比萨城中心公共广场，是一个街心花园。广场上除了有凉亭、泉水池之外，还有三幢突出的建筑物。一个是主教堂，一个是洗礼堂，都有四层楼建筑那么高，它们中间高50多米的斜塔，显得雄伟、壮观。
伽利略对已经等得有些着急的群众说：“老师们，同学们，请安静！我进行的实验马上要开始了。”
下面有些人说道：“快看，台上那个高个子喊话的年轻人就是伽利略。”
伽利略继续解释道：“请大家看清楚，我手中有两个铁球，左手的这一个重1磅，而右手的这一个则重5磅。如果有人不相信，可以亲自上来掂一掂，看看我说的是不是属实。读过书的人都知道，亚里士多德认为：如果两个重量不同的物体同时下落的话，那么它们到达地面的时间是不一样的。”
这时，人群里有人嚷着：“那是当然，5磅的铁球一定会比1磅的快5倍。”
伽利略继续说：“现在请大家稍稍往后一点儿，我会让这两个铁球直线落下去，不会伤害到大家的。请大家帮我一起观察这两个铁球落地的时间。”
伽利略登上了塔顶，现在刚好是正午时分，钟声刚刚响过，下面的人群一片静寂。伽利略手里拿着两个铁球，他伸开手臂，让两个手臂处于同一个水平线上，他喊了声：“放！”
于是，两个铁球便从半空中直落到地面。
两个手执滴漏计时的学生大声喊道：“时间相同，没有丝毫的差别。”
人群里立刻轰动起来，无论如何，这么多人的眼睛都看到了一个事实，那就是两个铁球同时落地。
人群里顿时议论纷纷。
“的确，是两个铁球同时落地的。”
“我们大家都亲眼看见了，是相同的时间啊！”
“对啊！不会错的，我们只听到一个落地的声音，说明一定是同时的，不会错的。”
这时候有一个大胡子的老教授突然大声地叫道：“大家都安静，这个实验不算成功。1磅重的铁球和5磅重的铁球，重量差别太小，因此它们下降速度的差别很难看出来。”
“对呀！两个铁球的重量差别太小，这个实验不算成功。”其他几位老教授也纷纷附和着。
“那好，我们作第二次实验。”伽利略说着从台阶下拿出一个更大的铁球说，“这回我请两名同学帮忙。这个铁球有10磅重，只能由一名同学拿，另一名同学拿这个1磅重的铁球。请两名同学像我一样登上塔的最高层，听我的口令扔下铁球。”
从人群中走出两名学生，分别拿着大小铁球，一前一后进入塔内，登上塔顶。
他俩出现在第八层倾斜的一面，也像伽利略教授一样，探出上半身，伸出手臂。
伽利略朝着塔顶高声喊道：“请将你们手中的铁球，都放在同一水平线上。注意听我的口令！我喊1、2、3，数到3就放手。”
伽利略等两名学生准备好后，便开始数数，当数到“3”的时候，两名同学同时放开了手中的铁球。
当两个铁球落地的那一刻，站在前排负责观察的同学大声地叫道：“好的，还是同时落地，是同时落地的。”
“还是一个响声，是同时落地的声音。”
站在人群中的几位老教授，你看看我，我看看你，脸上高傲、蔑视的神情不见了，一个个低着头不知说什么才好。
伽利略说：“不错，我也崇拜亚里士多德，我被他的广博的学说所慑服，也被他勇于探索万物原理的科学精神所感动。但是，伟人也有局限性，不可能说的每句话都是真理。”
“现在，我完全有理由反驳他的这个理论，按照他的说法，把一个100磅重的球和一个1磅重的球同时从高处落下，100磅重的球应比1磅重的球先落地。如果把100磅重的球和1磅重的球拴在一起，让它们从高处落下，按照亚里士多德的逻辑，就可能得出两个结论。”
“一个是，这两个球连在一起，它的重量比100磅的球重1磅，因此，应当比100磅重的球先落地。另一个是，1磅重的球与100磅重的球连在一起，会由于1磅的球比100磅的球降落得慢，1磅球的降落速度必然会减慢100磅的降落速度，这样，捆在一起的两个球就应该比100磅重的球后落地。”
“这两种分析都符合亚里士多德的理论，但得出的却是两个互相矛盾的结论！一个理论是互相矛盾的，那么，这个理论就必然是错误的！”
伽利略顿了顿，接着又兴奋地说道：“而且，通过我刚才的实验，已经充分地证明了，亚里士多德关于重量与物体速度的理论是不正确的。”
听了伽利略的话，他的学生和朋友们都过来向他祝贺：“老师，祝贺您，您的实验成功了。”
“老师，我感到很光荣。能为您效力，并且亲眼看到您的成功。”
虽然伽利略的实验获得了成功，但他并不满足，他还想研究自由落体的定律，还要探索物体降落的轨迹与降落时间的关系。实验的成功成为伽利略学习、研究物理学的新的起点。
