亚里斯多德的这一理论是：物体越重，下落的速度越快，物体降落的速度和物体的重量成正比。例如两个铁球，一个10磅重，一个1磅重，同时从高处落下来，10磅重的一定先着地，而且速度是一磅重的10倍。
咖利略曾在平时公开批评这个理论是错误的。他说：“假如亚里斯多德的这个理论是正确的话，由此推理，那么100 磅重的铁球的下降速度就应该是：磅铁球速度的100倍了，可现实生活中并不是这样的呀！”
“什么，伽利略先生，你不是宣称自己是亚里斯多德的崇拜者吗？怎么能怀疑和否定他的理论呢？”有人惊讶地责问他。
伽利略说：“不错，我崇拜亚里斯多德，我为他的广博的学说所慑服，也被他勇于探索万物原理的科学进取精神所感动。但是，伟人也有局限性，不可能每句话都是真理。现在，我完全有理由反驳他的这个理论——按照他的说法，把一个100磅重的球和一个1磅重的球同时从高处落下，100磅重的球应比：磅重的球先落地。如果把100磅重的球体和1 磅重的球拴在一起，让它们从高处落下，按照亚里斯多德的逻辑，就可能得出两个结论：一个是，这两个球连在一起，它的重量比100磅的球重1 磅，因此，应当比100磅重的球先落地；另一个是，1磅重的球与100磅重的球连在一起，会由于1磅的球比100磅的球降落得慢，1磅球的降落速度必然会减慢100磅的降落速度，这样，捆在一起的两个球就应该比100磅重的球后落地。这两种分析方法部符合亚里斯多德的理论，但得出的却是两个互相矛盾的结论呀！一个理论是互相矛盾的，那么，这个理论就必然是错误的！”
但是不少神学家、哲学家和物理学家都责难伽利略，说他太“狂妄”，并说“怀疑先哲就是对真理的背叛”等等。
伽利略没有屈服，因而登上比萨斜塔，要以事实来证明自己的正确。伽利略终于登上了斜塔，下面有成千上万的人来观看他的实验。
在众目睽睽下，伽利略作了一次深呼吸，然后用双手把两个重量不等的铁球同时推落下去。这时人们都屏住了呼吸，争着观看结果。
“啊！两个铁球同时落地了！”
“轻重不同的物体，它们的下落速度是一样的。”
亚里斯多德的落体结论一下子被推翻了。
当伽利略走下斜塔后，他彼狂热的青年学生们举了起来，他们一起欢呼一个新的理论的创建。