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伽利略在其科学探索生涯的最后阶段遭到封口和处罚，是人类文化史上一次影响重大的事件。要充分理解这一事件，就不能仅仅将之设想为科学和宗教间的必然冲突——这种陈词滥调主要源自伽利略事件，人们普遍以此解读。如果用简单的话来解释，那将会更多涉及社会权威对异见者的残酷镇压。而在伽利略事件中，权威的代表是亚里士多德学派，而非基督教。要理解伽利略的命运，我们就需要了解他职业生涯中的种种遭遇，以及古希腊悲剧作者呈现给观众的必然性，而这种必然性对当事人来说却是隐晦的。
这些观众在古希腊戏剧解说人的引领下见证了这出悲剧，而我必须扮演这一解说人的角色，因为这本简短的书无法展现伽利略诸多方面的事迹，只能聚焦一个主题。我选择了伽利略在1633年被罗马宗教裁判所定罪这一事件为讲述重点，并以其传略为背景。这一选择会有一定的局限性。我没有余地来论证一些涉及伽利略科学的技术细节的陈述，即使它们与目前学界公认的观点有出入。我只能向读者保证，这些论述所依据的文献较一般科学史著作更为广泛。
伽利略对后世科学的影响，以及他的思想根源——他与哲学的关联及他对中世纪科学的借用——对科学哲学家和思想史学家来说当然至关重要，但是在一本传记中深入探讨它们，会割裂叙事，破坏叙事的连贯性。因此，只有在我认为对读者有用，或者有必要解释我个人对伽利略的科学思想及其与哲学的关联的看法时，我才会谈论这些问题。
伽利略科学与笛卡儿科学或牛顿科学大相径庭，后两者在伽利略逝世后都对科学的发展产生了深远影响。伽利略科学也与他所处时代的大学科学迥然不同，后者主要是从亚里士多德自然哲学发展而来的。伽利略的物理学立足于实际测量结果，他凭借独创性和精确性推导出自由落体定律。这种探究物体运动的方法，与中世纪的截然不同，也不属于哲学范畴，因为自然哲学所寻求的，是物体运动的原因而非规律，而原因的揭示取决于推理而非测量。“哲学，”伽利略在1605年问道，“与测量的联系何在？”
他所采用的方法，是科学的，而非哲学的，因为无论如何改进测量仪器和程序，测量结果永远只是近似的。哲学家追求的是绝对的知识，而不是像科学家那样，满足于不断修正的近似。伽利略一旦涉足物理测量，就暂时与哲学划清界限。当测量使他得出规律时，他便不再去探究规律背后的原因，于是无限期地搁置重返哲学的进程。
通过测量发现的规律，必定以数学形式呈现，因此利用比例关系可以演绎出必然与测量相符的结果。在这一探索过程中，伽利略逐渐意识到数学对物理学的重要性——并非因为数学的抽象世界比我们周遭的感官世界更有魅力，而是因为数学的语言让他能够解读他所谓的“伟大的自然之书”。
本书旨在简要梳理伽利略思想的成熟过程，以及他如何力求有效地回应那些日渐高涨的反对声。在此过程中，我将摘录伽利略著作中的若干段落。为了避免多余的脚注，每段引文之后都括注了关键字母和页码，对应以下简要介绍的书目。完整的书名可以在本书末尾的延伸阅读中查阅。在此对授权使用受版权保护的素材的出版商致以谢意。
D Galileo, Dialogue ... (University of California Press, Berkeley)
D&O S. Drake, Discoveries and Opinions of Galileo (Doubleday & Co.,New York)
GW S. Drake, Galileo At Work (University of Chicago Press, Chicago)
L B. Dibner and S. Drake, A Letter from Galileo (Burndy Library,Norwalk, Conn.)
OP A. Favaro (ed.), Opere di Galileo (G. Barbera, Florence)
PLG [M. Allan-Olney], The Private Life of Galileo (Macmillan, London)
TNS Galileo, Two New Sciences (University of Wisconsin, Madison)