Главная тема «Диалога», участниками которого выступают три венецианских патриция, – физическая проблема движения, в частности вопрос о движении Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. Критическому анализу была подвергнута физика Аристотеля, его представления о том, что космос разделен на подлунную и надлунную сферы, имеющие разные виды движения – прямолинейное и круговое. Галилей, опираясь на теорию Коперника и собственные открытия (в их числе и открытие четырех фаз Венеры, сделанное в 1611–1612 гг.), пришел к выводу о единстве законов природы в надлунном и подлунном мирах, об отсутствии различий между ними. Главным аргументом он считал собственные открытия, которые, по его словам, «заставили бы Аристотеля, если бы он жил в наше время, переменить свое мнение». И все это потому, что «благодаря телескопу мы стали теперь ближе к небу в тридцать или сорок раз, чем Аристотель, и теперь можем заметить на небе сотню таких предметов, коих он не мог видеть». Идеи Коперника получили в «Диалоге» всестороннее обсуждение и убедительное обоснование. Были заложены основы и новой науки о движении – принципы независимости движения и его относительности, а также закон инерции.
После опубликования «Диалога» Галилей был вызван в Рим, в Святую службу, чтобы предстать перед судом инквизиции. В итоге книга была запрещена, а ее автор приговорен к пожизненному домашнему аресту после того, как он отречется от учения Коперника. Впрочем, для инквизиционного суда оказался важным не сам факт опубликования труда, который прошел цензуру, а то, что он нарушил предписание папской курии не излагать, пусть даже в косвенной форме, учение Коперника (это предписание было сделано Галилею еще в 1616 г.). Создавая книгу, в которой отвергались традиционные представления о неподвижности Земли как центра мира, Галилей не только нарушил запрет инквизиции на изложение идеи Коперника, но и проявил тем самым «злой умысел», за что мог быть объявлен еретиком и приговорен к сожжению. Его спасло письмо кардинала Беллармина, которое он получил еще в 1616 г., где Галилей освобождается от клеветнических наветов его главных врагов – доминиканских теологов. В итоге Галилей был признан не «закоренелым еретиком», а «грешником, подлежащим исправлению». Приговор был вынесен в 1633 г. – Галилей вернулся во Флоренцию, где подвергся домашнему аресту на своей небольшой вилле в Арчетри. Он продолжил работу над книгой по механике – «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки» были опубликованы в 1638 г. в Лейдене в типографии Эльзевиров.
«Беседы», «Диалог» и все прочие сочинения Галилея были обращены не к университетскому монашеству, а к светской просвещенной аристократии. В этом произведении речь идет о сопротивлении материалов и теории равноускоренного движения. Как и в ранних работах, здесь были подвергнуты критике многие положения физики Аристотеля. В «Беседах» выдвинуто немало новаторских идей в области механики. Труды Галилея внесли серьезный вклад в формирование экспериментальной науки и подготовили революцию в естествознании, которой отмечен XVII век. Галилей решительно отошел от традиционной умозрительной науки, характерной для схоластики. «Я предпочитаю найти истину хотя бы и в незначительных вещах, нежели долго спорить о величайших вопросах, не достигая истины», – заявлял он.
Галилей внес немалый вклад и в формирование языка итальянской прозы. Его считают видным представителем литературного классицизма. Как писателю ему была чужда барочная вычурность языка, многозначность понятий и позиций. Свои идеи он стремился излагать «с помощью самых простых и подходящих слов», добивался ясности и четкости композиции своих произведений. Его «Диалог о двух главнейших системах мира» обладает высокими художественными достоинствами. Они выпукло проступают и в драматизме самого повествования – в напряженных спорах участников диалога об истинности теории гелиоцентризма, в ярких образах спорящих венецианцев, в ясном живом языке, рассчитанном на широкого читателя, что сделало «Диалог» прекрасным образцом нового научного стиля. Хотя это сочинение Галилея было включено в «Индекс запрещенных книг», оно приобрело огромную популярность во всей Европе (вскоре после опубликования «Диалог» был переведен на латинский и ряд национальных языков). Научный памфлет Галилея «Пробирщик» (1623) стал образцом сатирической литературы – здесь едкой критике подвергнута позиция иезуитов, их решительное неприятие гелиоцентризма.