单调和乏味的课堂使伽利略感到苦闷。课余时间，他除了做些小实验之外，常常出去到比萨大街上散步，或到比萨的大教堂里去欣赏绘画和雕刻。有时他坐在圣坛下，一副虔诚的神情，其实心中正在思考着问题，肃穆、安静的教堂，便于他思考问题。
一天，刚下课的伽利略又来到了大教堂。他在一条长凳上坐下，环视着富丽堂皇的教堂内部：装饰得华贵庄严的圣坛，墙壁上的彩色镶嵌画，还有构成教堂骨架的一根根又粗又高的大理石柱子。伽利略听教堂的修士说，这些是几百年前建造教堂的时候，从希腊和罗马的古代神庙的废墟上运来的。
看着看着，伽利略陷入了沉思之中。他思索着自己的一些实验方面的问题，总结着实验成功的经验，反思着实验失败的教训。他尽管对许多东西还不理解，但却深刻地认识到，探索不是没有作用的，探索越多，发现也会越多，认识的过程是没有止境的。此刻，他的身心充满了激情。激情本身就是一种奖赏。幻想、观察、实验（无论成功还是失败），都不能没有激情。
这时，教堂里的一位司事拿着梯子和油壶走进来，他是来给教堂顶上悬挂的一盏大油灯注油的，司事的动作使油灯摆动起来，尔后他走了，灯却来回摆动着。这看来似乎是很平常的事，悬挂在绳子上的物体是经常要摆动的。油灯的摆动引起了伽利略的注意，他感到很惊奇，站起身来特别用心地观察起来，像着了迷一样。
油灯开始摆动时的幅度很大，过了一会儿，摆动的幅度逐渐变小。咦，奇怪！怎么每次摆动的时间似乎相等呢？于是他设法去推了下油灯，再仔细观察起来，开始，灯摆动的幅度很大，后来渐渐变小，可摆动的幅度不论大小，所需的时间都是相同的。
伽利略还是不敢完全肯定用眼睛看到而得出的这个结论。
为了证明这个结论，伽利略准备用实验来测定自己的判断是否准确。
用什么来测定呢？
作为医科学生，伽利略从老师那里获知脉搏的跳动是有规律的。如果把手按在手腕上，你就能够摸到脉搏，脉搏不断输送着血液。如果你坐着，脉搏就会跳动得很慢，倘若你进行剧烈的运动，它就会跳得很快，同样，你如果病了，脉搏跳得也快。
伽利略按照老师所讲授的方法，用左手按住自己右腕的脉，注视着灯的摆动，根据脉搏均匀的跳动，开始核算大吊灯的摆动时间。真是令人难以相信：吊灯每次的摆动时间竟是完全相同的！
又过了片刻，吊灯的摆动越来越慢了，然而，它走过弧距总的时间是相同的。伽利略从中发现，吊灯走过短弧的时候摆动得幅度较小，而走过长弧时摆动得幅度较大。因此，所需的时间是一样的。
一股激情从伽利略的心底油然而生，因为他的这个发现与亚里士多德的理论是相反的。亚里士多德说：“摆经过一个短弧的时间要比经过长弧的少。”是谁错了呢？伽利略认为，自己没有错。那就意味着亚里士多德的论述错了。
伽利略的心中燃起了为真理而斗争的火焰，他那年轻的身心不禁热血沸腾：“圣哲亚里士多德错了！啊，我可以证明他确实是错了！”伽利略在心里一遍又一遍地呐喊着。
不知过了多久，伽利略渐渐地冷静下来，又恢复了理智。他忧虑起来，如果自己公开说亚里士多德的钟摆定律是错误的。那就是公开向亚里士多德挑战了。他，一个年仅17岁的大学生，就会立即成为众矢之的。这，要需要多大的勇气啊。
经过在比萨大学近一年来对亚里士多德理论的系统学习，伽利略对这位圣哲在学术上的地位和影响力实在太熟悉了。这位伟大的希腊哲学家，其理论已在学术界统治了近两千年，不仅基督教，而且回教、犹太教都将他的理论视为宗教哲学精髓以统一教民的思想。专家学者，不论是著名的，还是平庸的，在这样一个漫长的历史阶段里，除了极个别的之外，绝大多数人都不敢否认亚里士多德理论的至高无上的权威地位。谁若反对亚里士多德的学说，谁就会被认为是疯子、叛逆，受到嘲讽、攻击甚至惩罚。
伽利略对亚里士多德依据逻辑推理的“科学立论”，早已心存怀疑。在接受每一个新事物、认识每一种新现象之前，伽利略希望先要证明它的真实性，绝不盲从“先哲”的定论。他想用实验证明，而不是只凭权威认定。
要想发现真理，不经过一番风险怎么行，也许，真理就是在激烈的斗争中产生的；依仗权威是绝不会产生出真正真理的。为了寻求真理，我应该冒这个风险。想到这里，伽利略痛下决心：用自己的实验证明灯摆的等时性。
他坚信自己一定能成功。他要以事实驳倒亚里士多德权威的“摆”不等时定律。
伽利略回到了自己的宿舍，关紧了房门，静静地思考着在教堂里发现的这种新现象。他决定用各种不同重量的物体，在不同长度的绳子上做试验。
他根本不想去上那令他头疼的医学课了。痴迷状态的他将全部精力投入到一个接一个的“摆”的实验中去。
为了添置各种实验用的材料，伽利略脚步匆匆地从一家商店跑到另一家商店，寻找着、选择着他用于实验最廉价的铁链、铁条，因为他的口袋里只有很少钱，这是他的伙食费啊。买了铁链、铁条后，他剩下的钱已不够再买铁球了。怎么办呢？伽利略开始发愁了。在街道上徘徊起来。
这时，一个正在道边铺子里做活的铁匠发现了愁眉苦脸的伽利略，就问：“孩子，你有什么为难的事吗？”伽利略不好意思地笑了笑，把情况告诉了铁匠，好心的铁匠听后，就用手指了指他铺子外面的一堆废铁，很热情地让伽利略去随便挑选。
伽利略高兴地向铁匠鞠了一躬，然后就走到那堆废铁旁，蹲下身来细心挑选起来。真幸运，他找到了一对铁球。
受到铁匠的启发，伽利略又跑到木匠铺、废品铺，去恳求帮忙，他的要求得到了满足。
经过几天的奔波，他终于弄到了需要的实验材料。他的宿舍桌子上堆满了链子、线和绳子，同样长度的都有两根，还有成对的铁球和木球，每一对球都是体积相同、重量不同。他还借来一个沙漏（当时的计时器），还有鹅毛笔、白纸和墨汁，用来记录他的实验结果。
伽利略就这样在他狭窄的宿舍里开始了他的实验。他先把较重的铁球用铁链连接好，将其固定在屋顶的木椽上，尔后又把较轻的铁球按同样方式固定好。他屏住呼吸，同时推动两个铁球，聚精会神地观看它们摆动，一会儿向左，一会向右，摆个不停。
几分钟后，摆速减慢，逐渐停止了。这时，伽利略发现，重球和轻球的停摆时间一致。他又看了沙漏，更证实了他的发现。
也许，这是次偶然结果，不足为凭，再来一次。伽利略再次同时推动那两条铁链，结果，铁链还是在相同的时间里停了下来。
随即，他又用绳子、线拴上了木球，依次实验，一次又一次地测试，得到的结果是一致的：摆动的时间相同。后来他分别改变了链子、线和绳子的长度，变换着铁球或木球的起摆的弧度，结果仍是与先前的一样！
他，终于可以作结论了。
伽利略拿起鹅毛笔，蘸着墨汁，在白纸上写道：实验表明，决定摆周期的，仅仅是摆绳的长度。不论摆绳末端的重量（铁球或木球）有多大，同等长度的摆绳摆动的周期是相同的。摆绳的长度越长，摆的周期也就长；摆绳的长度越短，摆的周期也就越短。
17岁的伽利略，根据自己的多次实验，终于发现了摆的等时运动规律。他用无可争辩的实验结果驳倒了权威的亚里士多德的“摆”定律。由于极度兴奋，伽利略浑身像散了架子似的躺到了床上，大脑中却不停地思索着实验结果。他幻想有朝一日将这一发现公布于众。
他十分自豪地说：“近两千年来一直被称为圣哲的亚里士多德关于‘摆’的定律，是一个错误的定论，他不是一贯正确的绝对权威。我现在要批驳他在摆振动理论上的错误。他说，摆振动不等时，而我，经过多次的实验证明，摆的振动是等时的！”
此时的伽利略正为胜利的喜悦激动着。因为他没有钱出版书以阐述自己的观点。就把摆振动等时定律的实验结果详细地写在白纸上，以便寻找能够发表自己实验结果的出版商。
伽利略鼓起勇气，怀揣着自己的实验结果找到了比萨城一位著名的出版商，向其说明来意，请求帮助。这位出版商看完伽利略的实验结果，不由得大惊，说道：“你这个观点可是和圣哲学说格格不入啊，一旦出版后，一定会在公众中引起混乱。拥护圣哲学说的人们必然会群起而攻之，弄不好我也会被牵连进去的。”出版商又仔细地打量了伽利略，见他是个幼稚的少年，一定是一时冲动。于是，婉言拒绝了伽利略的请求。
从出版商那里怏怏不乐地回来，伽利略一进宿舍就扑倒在床上，他感到一种沉重的压抑感涌上心头。他觉得自己额头两侧的“太阳穴”部位的血管忽然“突突”地剧烈跳动起来。
咦？真怪，伽利略忽然感觉到，在他兴奋和恼怒的时候，他的血管似乎受到一股规律性的冲击。这是否也和摆的等时振动原理一样呢？
这一猜测，又唤起伽利略的兴趣，他将不愉快抛在了脑后，反正自己的发现是对的，即使别人不承认，也无所谓。真理总有一天会让人们信服的。
伽利略沉醉在一种新观念中，他的脑海在急速飞转着一个问题：如何计算手腕下面脉搏跳动的时间。
他重新推动铁链，让其带着铁球摆动，然后按自己的脉搏，测数着铁球摆动的次数，发现铁球摆动要比他的脉搏跳动得慢。
他发现自己的脉搏每分钟跳动72次。
根据他的摆振动原理，他将摆绳缩短了，并经一再调整摆绳，终于使摆速和脉搏跳动的次数相同了，也是每分钟摆72次。
“这一定会对医生有帮助。”伽利略心想。现在医生号脉大多是用猜测，如果能有一种号脉仪器，医生为病人号脉可就既方便又准确了。
他试图发明一种“测脉计”。一个上面标有数字的小仪器，把绳子缠绕在仪器的顶端，把小铁球固定在绳子的下端，让球摆动，绳上有标记。在摆动中，若绳子上的标记对准仪器上的数字72时，绳子的摆动速度即为每分钟72次；如果绳子上的标记对准仪器上的数字80时，绳子的摆速就是每分钟80次。这绳子就是仪器的“摆”。当然，绳子必须要自由地摆动，当它摆动时，绝不能挪动仪器。
“测脉计”制成后，伽利略将它拿去给老师看。这种神奇的小仪器让他的老师开了眼界。
“这是我根据摆振动的等时原理制作出来的。”伽利略趁机向老师“灌输”自己的理论。
“摆的振动怎么能等时呢？别胡思乱想了，圣哲不是明确说摆振动是不能等时的！你这个‘测脉计’是很奇妙，用途广阔！伽利略，你确实很聪明。”老师对伽利略的摆定律不感兴趣，但对他发明的“测脉计”兴致很高。
“伽利略，你可以将这个‘测脉计’推荐给诊所的医生，他们一定会喜欢的。”老师一扫往日的一脸威严，而是微笑地向伽利略建议着。
伽利略虽然对老师否定他的摆振动等时原理而感到失望，但他高兴的是平日对他的想法不屑一顾的老师居然对‘测脉计’给予了肯定，并且还建议推广。
啊，这就是胜利。伽利略高兴地想，老师从客观上等于承认了。
伽利略将“测脉计”复制了许多套，推荐销售给比萨城各诊所的医生们。事实表明，运用这种简便实用的“测脉计”，医生能够迅速、准确地测定患者的脉搏。
医生们对伽利略的发明，一致表示钦佩，致使伽利略一时间变得很有名气，称他是年少有为的医学人才。
伽利略趁势开始向他的老师和同学宣传自己发现的摆振动等时性定律，可竟没有一个人敢于站出来公开支持他的“定律”，绝大多数人对他表示了嘲讽和讥笑。
“你胆大包天，难道想成为亚里士多德那样的圣哲吗？”
“你这个娃娃，太不自量力，只有魔鬼才会相信你的观点！”
“你不相信圣哲的权威理论，却偏要钻牛角尖，伽利略，你是不是神经有毛病？”
“你真是个狂妄的傻小子，不知天高地厚！”
当然也有相当一部人仔细看了他的关于摆振动等时性的实验，对他的“定律”持半信半疑的态度。
“伽利略，你的发现有一定的可信性，但是亚里士多德的圣哲学准确性是毋庸置疑的。”
“从你制作的‘测脉计’来看，说明摆振动等时性是存在的，但它与圣哲的权威是根本无法相比的。”
“伽利略，充分发挥你的聪明大脑，多发明一些像‘测脉计’这样的实用仪器，销售出去，你是可以发大财的呀！别再谈论你的摆振动等时定律了！识时务者为俊杰嘛。”
……
失望顿时涌上了伽利略的心头，他简直不敢相信自己的耳朵。
传统观念对人们的毒害太深了。自己千辛万苦在实验中摸索出来的科学定律，竟受到人们的辱骂和冷落！
他不禁在心底高声呐喊：“真理服从权威的时代应当结束了！”
然而，伽利略并没因此而灰心，他顽强地控制住自己的愤怒和失望，仍然继续从事一些实验。
当时，手表还没有问世。人们计算时间是靠稀有的、十分笨拙的且时常不准的大钟。
在做实验时，一个难题始终困扰着伽利略：在做实验时掌握不了准确的时间，影响了实验的进程和结果，使他不得不重新做实验，浪费时间和精力不说，更糟糕的是这种情况常常打乱了他的思维。
所以，伽利略决定试做一个走时准确的钟。
这，是他从制作的摆中受到启发。
他开始制作符合自己心愿的“钟”。
他做了个新摆，用一根很精细的轻金属条做摆绳，将一块小铁片固定在摆绳的末端。
他在心里盘算着：“我要使铁片能沿着金属条往上移动，能让它固定在金属条的任何部位上。”
在制作中，他发现，铁片位于金属条的末端时，金属条就摆得很慢；铁片的位置往高升一些，金属条的摆动就变快了许多；当铁片位于金属条的顶端时，金属条的摆速快得惊人。
准备好这些后，伽利略将一块大铁片固定在一根绳子上，绳的另一端绕在一个有齿的轮子上。他抓住铁片把绳子向下拉，轮子也就跟着转了起来。
他的一位好朋友见他做了这些奇怪的部件，感到很奇怪，问道：“你在搞什么名堂？”
伽利略回答要按照摆振动等时原理试做一个走时准确的钟。
他指着已做好的一些零部件给朋友介绍说：“这个轮子的齿有着特殊用途，因为我做的摆有个小弹簧，弹簧紧扣在轮子的齿上，当轮子转动时，就会将舌簧弹出去，振摆就会摆向一边。尔后当振摆摆回来时，舌簧则会扣在第二个轮齿上，轮子再次转动，又会将舌簧弹出去。依照这个规则，舌簧会一次又一次地扣在每个轮齿上，而每个轮齿都能把舌簧弹出去。”
“那么，这种规则最终能起到什么作用呢？”他的朋友兴趣颇浓地问。
伽利略微微一笑，不慌不忙地回答说：“这种方式能够让轮子有规律地转动，既不会太快也不会太慢，因为振摆每次摆动的时间是一样的。”
朋友又问：“按照你的摆振动等时原理，制成的时钟将怎么运转呢？”
“用现在的这个轮子带动更大的轮子，而大轮子则带动时钟的指针。由于钟摆的摆速不会改变，所以时钟走时一定能非常的准确。”
他的朋友这才恍然大悟，握住伽利略的手，激动地说：“伽利略，你真是个奇才，坚持下去，你会有更多的惊人发现。”
然而遗憾的是，伽利略后来因为忙于其他方面的各种实验，无暇完成他的“钟”。他画了时钟的图样，并在自己的制做报告中作了详细的说明。他制作的这种能够有效地用来控制钟齿的运动，保持恒定的周期性运动的装置，为人类准确地测量时间，作出了不可磨灭的贡献。
1656年（伽利略逝世后14年），荷兰著名物理学家惠更斯，根据伽利略的钟摆等时原理并就某些方面做了一些积极的改进，制成了一座完整的钟。从此，人类有了完美的时钟。
按伽利略的钟摆振动等时原理制作的钟不像现在用电力驱动的时钟，电停钟止，而是走得很准，据说有些钟已走了200多年，如今仍在走。
摆振动等时定律的发现，对近代科学的进步和发展有着重要的意义。
伽利略勤于观察、大胆实验的精神，为当时只凭权威认定事实的作风做了一次重大的改革，揭开了实验能够证实和发现科学真理的崭新一页。
伽利略在发现科学定理后，敢于公开宣传，不顾权威们的谩骂和攻击，坚持真理。他不怕挫折，勇敢地深入探索和实验，越是艰险越向前，成为一名才华横溢、不屈不挠的少年科学家。
后来的科学发展史已雄辩地证明：科学发展的速度在很大程度上取决于测量技术的进展。
在发现和证明摆振动等时定律的过程中，观察和实验，是伽利略开启科学大门奥秘的两把金钥匙。
在后来的一系列令人震惊和瞩目的科学发现中，伽利略凭借的还是这两把金“钥匙”。
伽利略正力图将自己头脑中的“异想天开”、“怀疑”通过实验来加以验证，这促使他更加迷恋其中，乐趣无穷。
