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1609年，意大利的伟大科学家伽利略(1564-1642)受到荷兰眼镜商的启发，亲手磨制了望远镜，并将它们对向了宇宙苍穹。结果是，望远镜给他带来了许多始料未及的新发现。宇宙在他的望远镜中变了样：月亮上面有许多环形山，木星周围有四颗卫星在围绕木星旋转，金星像月亮一样有位相变化，银河是由密密麻麻的星星组成的，等等。伽利略通过望远镜得到的一系列重大发现，向世人证明了望远镜在天文观测中的重要作用，随之许多天文学家也投入到使用望远镜观測宇宙天体的行列中。与此同时，还有一批科学家对望远镜的光学性能产生了极大兴趣，他们致力于改进望远镜的工作。大名鼎鼎的开普勒和牛顿就是这一批科学家中非常积极的成员，他们分别在自己所处的时代对于改进望远镜和推广望远镜的使用作出了极大的贡献。
古时候没有望远镜，人们看什么东西都只能凭着自己的两只眼睛。蓝天、白云、绿树和红花，眼睛让人们的生活丰富多彩、充满生机。然而，当人们面对深邃无垠的苍穹时，发觉星空中有许多奥秘看不清，深深地感到自己的眼睛不够用。怎样才能让我们的眼睛看清楚遥远太空中的那些事物？伽利略就是这样一位有心的人。
伽利略1564年2月15日生于意大利比萨城。父亲是一位数学家和音乐理论家，他希望伽利略长大后能做一名医生，因为医生的收入颇丰。但是伽利略辜负了父亲的期望，他对数学和物理学情有独钟。伽利略是一个有思想、有主见的人，他从不愿意屈从别人。然而，伽利略生活的时代是罗马教皇统治欧洲的时代。当时守旧落后的宗教势力是根本不讲科学的，伽利略顶着强大的压力，毕生刻苦勤奋，对科学真理孜孜以求。比萨是一个只有几万人的很小的城市，而那里还有一所大学，伽利略就曾在那里学习和工作过。
比萨有一座高55米的古塔，建于1174年，由于地基未打好而变成了斜塔。伽利略在这座斜塔上做过物理学中著名的自由落体的实验。他拿两个大小不一样的铁球让它们同时从塔上落下，证明质量不同的两个球是同时落地的，批驳了亚里士多德说质量大的物体下落得快这一错误的观点。如今，比萨小城因伽利略而闻名于世，斜塔也成为人们缅怀伟大科学家的地方。然而当年伽利略却因为这次实验而得罪了一批守旧的学者，并为之付出了被赶出比萨大学的代价。波兰的伟大天文学家哥白尼〖1473~1543〉在他的名著《天体运行论》中提出的日心说与世俗的观点截然相反，违反了《圣经》的说法。为了躲过教会这一关，他在书前序言中说这些观点是数学假设而并非事实。因此到了伽利略时代，地心说仍然占据绝对的统治地位。意大利哲学家布鲁诺因为支持日心说在1600年被教会活活烧死在罗马的鲜花广场。
然而，伽利略从青年时代起就对哥白尼的日心学说钦佩不已。他在1597年写给德国天文学家开普勒的一封信中说：“我信奉哥白尼的学说已多年”，伽利略写出许多有关这个问题的文章，但都未敢发表。“伽利略不是怕风险”最重要的是他还没有找到支持曰心说的可靠的证据。为了让人们信服，他需要证据。后来，他真的找到了这些证据。
伽利略丢掉了比萨大学的工作以后，世界著名的、欧洲最古老的帕多瓦大学看中了他出众的才华，聘他为数学教授。从1592年下半年开始，伽利略在那里度过了他一生中成果最丰硕的也是最愉快的18年时光。世界第一架天文望远镜就是在那儿诞生的。帕多瓦距离意大利名城威尼斯很近，仅仅有30多千米，属威尼斯的领地。1609年5月，伽利略45岁的时候，访问了威尼斯。在那儿，他得到了一个意想不到的大收获。
当时，威尼斯正流传着荷兰人造出望远镜并借助望远镜战胜西班牙的故事。传说在荷兰首都阿姆斯特丹西南方不远的米德尔堡市有一位名叫汉斯-里帕席的眼镜商。有一天，里帕席有事外出了，留在家里守摊子的小徒弟趁师傅不在家的时候赶紧放松放松。造镜作坊里除了各式各样的镜片之外再也没有其他可玩的东西，小徒弟只好在这堆镜片中寻找乐趣消磨时间。他拿两块透镜放在眼前，一块远点儿一块近点儿，当他透过这两块透镜去看远处教堂顶上的风标时，那风标变得又大又近。小徒弟惊讶不已，又用这两块透镜把附近的东西看了个够，不管看什么东西，效果都是一样的。
里帕席回来了，听徒弟一说，马上想到了这个发现的重要性。他找来粗细适宜的金属管子，将两块透镜固定在管子内部适当的地方。世界上第一架望远镜就在他手上诞生了。不久，里帕席又把望远镜奉献给荷兰政府。当时，荷兰正在反抗西班牙的侵略与西班牙苦战了40年还未分胜负。荷兰海军得到了望远镜，它能够让荷兰舰队的船只早在敌人看见他们之前就发现敌人的动静。由此，荷兰这个弱小的民族抵抗住西班牙的优势兵力而生存下来了。里帕席也因此得到了荷兰政府的嘉奖。
伽利略听完这个传说之后，如获至宝。他回到帕多瓦之后，马上认真地思考了这件事，并且马上动手制造自己的望远镜。他找来一根口径4.2厘米的铅管，将一块凸透镜和一块凹透镜装入其中，做成了自己的第一架望远镜。凹透镜是目镜，装在靠近眼睛的一端，而凸透镜是物镜，装在靠近被观察的物体一端。与荷兰眼镜商的望远镜相比，伽利略的望远镜有了很大的改进，能把物体放大6倍而不模糊也不变形。
伽利略为自己的成功而欢欣鼓舞，他趁热打铁，紧跟着又做了第二架望远镜，于当年8月初就做成了。这一架的放大倍率达到9倍，而且图像不会产生变形。威尼斯的元老们听说此事后，把伽利略请到威尼斯的钟楼顶上当众表演。当那些元老们透过伽利略望远镜将远处的建筑物、船只甚至人和牲畜等都看得清清楚楚的时候，他们无一不惊叹不已，并且一致投票通过，批准伽利略为终身任职教授，薪俸加倍。然而伽利略并未对此满足，他有更大的志向，那就是他要用望远镜观察宇宙星空，这便是伽利略的超乎常人之处。为了达到这一目的，回到帕多瓦后，他马上开始认真仔细地磨制了一架放大倍率达20倍的望远镜。
新的望远镜造好了，他瞄准的第一个天体就是月亮。现代人当然都知道月亮表面是凹凸不平的，有许多环形山、高山和低洼地；然而当时的传统观念都认为月亮是一个完美的球体，像水晶一样的光滑。伽利略在望远镜中看到的月亮竟有那么多圆形的山峰和峡谷，按照伽利略自己的话说，它们就“好似孔雀尾巴上的圆斑”。这个新发现令伽利略激动不已。他将这些圆形的山叫做环形山。月亮表面还有一些面积较大的平坦阴暗区域，伽利略认为它们应该是像地球表面的海洋一样的水域，于是把它们叫做“海7。实际上月球表面并没有那么多水，那些阴暗部分只是一些低洼地。而月海的名字却一直沿用下来。
1610年3月，伽利略发表了《星际使者》一书，在里面记载了他通过望远镜所看到的月球表面的景象：“月球表面是多山的，起伏几十千米，有些极小，从地球上无法看见……”
伽利略开创了人类用望远镜观察天体的先河，他的丰功伟绩在天文学史册上写下了极其光辉的篇章，1609年也成为近代天文学的起点。
伽利略看到多山的月亮以后，曾经想象月亮上面那些山洞中一定居住着“月球人”，并为寻找月球人而通宵达旦地观测月亮许多天，但始终未能如愿以偿。于是，伽利略又将他的望远镜转向其他天体。他先观察了金牛座美丽的昴星团，用肉眼看，昴星团是由六七颗星星聚在一起组成的，而伽利略在望远镜中却看到那儿至少有40多颗星。伽利略的望远镜还是太小了，实际上昴星团的成员有280多个，我们现在通过大型天文望远镜能够看到它的全部成员。
当伽利略把望远镜对准了夜空中那条柔和的光带银河时，他简直激动极了。“透过望远镜你会看到多如牛毛的星星，否则根本无法见到，繁星点点，难以置信。银河，实际上是密密麻麻聚在一起的不计其数的星星。不管望远镜指向哪儿，一大群星星立刻呈现在眼前。其中有些大而明亮，而小星星则更是难以计数。”伽利略在书中这样描绘道。几千年来，人类一直纳闷的这条横贯天空的朦肽光带，如今在他的望远镜中现出了原形。
伽利略对他的望远镜总不满足，他做过好几架，每架都有所改进，性能越来越好。1610年初，他做好了第五架望远镜，物镜口径4.4厘米，镜筒长1.2米，这是他最心爱的一架。1610年1月，伽利略用这架望远镜获得了他最卓越的发现。伽利略通过望远镜看到木星附近有四颗小星，连续观察了几天之后，他发现它们的位置总在不断地变化，有时还会少一两颗。伽利略恍然大悟，这四颗小星一定是围绕木星旋转的卫星，看不见的时候是它们运动到木星背后去了。后来人们将木星这四颗卫星，即木卫一、木卫二、木卫三和木卫四，统称为伽利略卫星。
1610年的8月，伽利略又将望远镜对向金星。他第一次通过望远镜看到的金星并不是金光灿灿的圆面，而是闪着金光的一钩“弯月”。这一发现令他惊异万分，于是他继续对金星进行观测，不仅摸清了金星位相变化的规律，同时作出了正确的解释：哥白尼说得对，金星和地球一样自身也不发光，它们都在围绕太阳转动，从地球上就能看到金星的位相变化了。木星卫星和金星位相的发现，是对哥白尼日心说最有力的支持。
1610年年底，伽利略又发现太阳表面上有黑子，并且根据黑子在日面的移动情况，证明太阳本身也在自转。
在短短一年多时间里，伽利略就获得了一项又一项轰动世界的新发现。因此，人们说“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。1610年，伽利略出版了《星际使者》，仏11年又出版了《关于太阳黑子的通信》。在这两部书中，他向人们宣布了他的新发现，他用自己的观测事实来批驳根深蒂固的错误的“地心说”，极力主张哥白尼的“日心说”。
然而，当时占统治地位的教会坚决反对哥白尼的“日心说”，1616年3月宗教法庭把哥白尼的《天体运行论》列为禁书，并给彻利略下了一道禁令：不准再宣扬哥白尼的“日心说”，否则将会受到教会的严厉处罚。
伽利略没有惧怕教会的恐吓，花费了很长时间又写成一本他最有名的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。1632年出版以后，教会很快就发现伽利略仍在支持哥白尼的“日心说”，于是便又一次把他押上罗马的宗教法庭。当时伽利略已成为受到大家景仰的、驰名全欧洲的大学者，但这时他已到古稀之年，身患重病，体质虚弱。在宗教法庭上，他的精神和肉体受尽了折磨。1633年6月22日，他被迫穿上忏悔者的白衫，双膝跪地向宗教法庭的法官们发誓，说哥白尼的理论是异端邪说，他要“放弃、诅咒、憎恨”过去的种种错误，并保证以后永不宣传和谈到它，违犯了甘愿受死，等等。
伽利略被判处终身监禁，一年以后改为监外执行，只能待在自己的家里。他的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书也遭封杀。然而，他仍然没有放弃科学，他在自己的晚年仍在努力研究、顽强拼博。1634年，他又完成了一部力学方面的著作《关于两种新科学的谈话和数学证明》，于1638年在荷兰莱顿出版。
伽利略的晚年生活凄凉，只有他的女儿陪伴在身边。1634年女儿先他而死，使他更加孤独和痛苦。就在这样的境况下，1637年，伽利略还完成了一项天文学的新发现：月亮的周日和周月天平动。之后不久便双目失明了。1642年1月8日，这位终身为科学真理而奋斗的伟大科学家含冤离开了人世。
三百多年以后，1979年，梵蒂冈教皇一保罗二世代表罗马教廷为伽利略公开平反昭雪，认为教廷在1633年对他的迫害是严重的错误。
