Galilée — ou Galileo Galilei dans sa langue natale — est l'une des figures fondatrices de la science moderne, un homme dont les découvertes astronomiques, les expériences en mécanique et la défense courageuse de l'héliocentrisme ont transformé radicalement la vision que l'humanité avait de sa place dans l'univers. Né à Pise le 15 février 1564, dans une famille florentine de petite noblesse engagée dans le commerce, il était l'aîné des sept enfants de Vincenzo Galilei, musicien, luthiste et théoricien de la musique, auteur en 1581 d'un Dialogue de la musique moderne.
Dès son enfance, Galilée manifesta une exceptionnelle habileté manuelle et une curiosité mécanique que son entourage remarqua rapidement. Il s'amusait à construire des maquettes des machines qu'il observait autour de lui, prefigurant le génie pratique qui caractériserait toute sa carrière. Après une éducation à Florence confiée à un prêtre du voisinage, Jacopo Borghini, puis un séjour au couvent de Santa Maria de Vallombrosa où ses maîtres l'incitèrent à prendre les ordres, son père, réagissant à une maladie des yeux de son fils, le ramena à Florence en 1579. En 1581, il s'inscrit à l'université de Pise pour étudier la médecine, mais sans y porter grand intérêt. C'est la découverte des mathématiques qui allait tout changer.
Dès 1583, Galilée fut initié aux mathématiques par Ostilio Ricci, un ami de la famille et élève du mathématicien Tartaglia. Ce qui distinguait Ricci était sa pratique — rare à l'époque — de lier la théorie à l'expérience concrète. Cette approche méthodologique allait devenir la marque de fabrique de Galilée lui-même. La même année, à dix-neuf ans, il fit l'une de ses premières grandes observations : chronométrant à l'aide de son propre pouls les oscillations des lustres de la cathédrale de Pise, il remarqua que la durée d'une oscillation restait constante quelle que soit l'amplitude du mouvement. De retour chez lui, il vérifia cette observation en comparant deux pendules, posant les bases de la loi de l'isochronisme du pendule, dont l'application pratique aux horloges allait révolutionner la mesure du temps.
Sans avoir obtenu de diplôme, Galilée quitta l'université en 1585 et se consacra aux mathématiques et à la physique. Ses premiers travaux sur les centres de gravité des solides lui valurent une réputation dans les milieux scientifiques italiens, lui permettant d'obtenir en 1589 une chaire de mathématiques à l'université de Pise, puis en 1592 une chaire plus prestigieuse et mieux rémunérée à Padoue, dans la République de Venise. Les dix-huit années passées à Padoue furent les plus productives de sa vie scientifique. C'est là qu'il mena ses fameuses expériences sur la chute des corps, remettant en question le principe aristotélicien selon lequel les objets lourds tombent plus vite que les objets légers. Ses expériences — peut-être réalisées ou en tout cas conçues à partir du plan incliné plutôt que du célèbre clocher de Pise — démontrèrent que, dans le vide, tous les corps tombent à la même vitesse, indépendamment de leur masse.
La découverte qui allait modifier le cours de sa vie survint en 1609. Apprenant qu'un opticien hollandais avait mis au point une lunette d'approche permettant de voir les objets lointains comme s'ils étaient proches, Galilée reconstruisit l'instrument par lui-même et l'améliora considérablement, portant le grossissement à vingt fois et plus. Dès le début de 1610, il tourna cette lunette vers le ciel et fit une série de découvertes qui allaient ébranler les fondements de la cosmologie aristotélicienne et ptolémaïque. Il observa que la surface de la Lune était accidentée, couverte de montagnes et de cratères, contredisant l'idée d'une perfection céleste immuable. Il découvrit quatre satellites en orbite autour de Jupiter — les lunes galiléennes aujourd'hui encore nommées Io, Europe, Ganymède et Callisto — démontrant que des corps célestes pouvaient orbiter autour d'un astre autre que la Terre. Il observa les phases de Vénus, ce qui n'était explicable que si cette planète orbitait autour du Soleil, et non autour de la Terre.
Ces découvertes, publiées en 1610 dans le Sidereus Nuncius, lui valurent une gloire immédiate mais aussi les premières hostilités. Galilée se fit dès lors le défenseur de la vision copernicienne d'un univers héliocentrique, dans lequel la Terre tourne autour du Soleil et non l'inverse. Cette position heurtait de front à la fois les philosophes aristotéliciens attachés au géocentrisme de Ptolémée et une partie des théologiens catholiques qui voyaient dans l'immobilité de la Terre une confirmation des Écritures. En 1616, l'Inquisition condamna le copernicanisme comme contraire aux Saintes Écritures, et Galilée reçut l'ordre de ne plus défendre publiquement ce système.
Pendant plusieurs années, il respecta formellement cette interdiction, mais en 1632 il publia le Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, mettant en scène une joute entre un défenseur de Ptolémée et un partisan de Copernic. Malgré quelques précautions rhétoriques, le livre ne laissait aucun doute sur les convictions de son auteur. Convoqué à Rome en 1633, Galilée comparut devant le tribunal de l'Inquisition et fut contraint d'abjurer, sous la menace de la torture, ses thèses sur le mouvement de la Terre. Il fut condamné à l'assignation à résidence perpétuelle et le Dialogue fut mis à l'index. La légende lui attribue la phrase « Et pourtant elle tourne », murmurée après son abjuration, mais il s'agit très probablement d'une invention postérieure.
Galilée passa ses dernières années à Arcetri, près de Florence, frappé progressivement par la cécité. Il y dicta ses derniers travaux, notamment les Discours concernant deux sciences nouvelles, publiés en 1638 aux Pays-Bas, dans lesquels il exposait ses recherches sur la résistance des matériaux et la cinématique, posant ainsi les bases de ce qui allait devenir la mécanique classique. Il mourut le 8 janvier 1642, à l'âge de soixante-dix-sept ans. Son procès reste l'un des symboles les plus puissants du conflit entre le libre exercice de la raison scientifique et l'autorité dogmatique, et son œuvre, reconnue après sa mort comme fondatrice de la physique moderne, lui vaut d'être considéré depuis le XVIIe siècle comme l'un des pères de la science expérimentale.
