提起比萨斜塔，人们都会想到他的那位著名的科学家伽利略和他的实验。他从比萨斜塔上让两块不同重量的石块同时下落，以证明他的自由落体理论。基此，在许多教科书中都把伽利略描绘成一个一丝不苟的实验家：他从来不轻易相信任何结论，而总是用自己设计的实验来验证这些结论。因而，后人们把他推崇为“现代实验主义之父。”然而，那个故事只能是个传说，如果伽利略真的做了那个实验的话，在当时的条件下，可能结果并不会真的对他有利。
人们之所以对这个故事津津乐道，是因为它正好体现了人们所说的伽利略有别于其他的中世纪同时代人的品质, 他总是从大自然而不是从亚里士多德的著作中寻求答案，或者说，人们把他当成一个实验主义者，而不是像他的前人那样的教条主义者。此外，伽利略因维护哥白尼的学说而遭到教会迫害，他也被当作是凭理智与迷信奋战的勇士来宣扬。在这种情况下，人们往往愿意附会出一些故事来赞美伽利略，甚至替他添加一些并不存在的美好品质。那么，真实的伽利略应该是怎么样的呢?
关于自由落体理论，伽利略真正做过的实验有可能是用一组小球在一个角度不断变化的长槽上滚动，，然后测量其运动规律。在伽利略的名作《关于两门新科学的对话》一书中，他写道：“通过近百次反复的，实验，我发现测得的时间与我的定律是吻合的，没有任何值得一提的差别。” 然而，对这一个实验，当今的科学史家们也开始提出质疑。因为我们知道，在伽利略所处的年代，实验条件是相当简陋的，连一个比较精确的计量工具都没有。在他被当成佳话来传讲的第一次重要观察中，即在比萨大教堂里（见图）发现吊灯随风摆动一个周期的时间都是相等的，他所用的计量方法便是他自己脉搏的跳动。在如此简陋的实验条件下，根本就产生不出如他所述的精确的定律，其中的差错实际上是相当大的。所以，和伽利略同时代的一个叫佩雷·默森的研究人员用完全类似的方法，却怎么也做不出伽利略所说的结果，以至于他甚至怀疑伽利略是否做过这种实验。
事实上，伽利略所得出的结论“只能说明他预先就下了决心要得出什么样的结论”。可以说，伽利略并不是一个真正的实验主义者，他喜欢进行的是“思想实验”，即通过想象而不是观察得出其结果。他在《关于两种世界体系的对话》一书中曾谈到一个球从航行中的船的桅杆上作落体运动的情况，当亚里士多德学派的辛普里齐奥问伽利略是否亲自做过这项实验时，伽利略回答说：“没有，而且也没有必要，因为无须任何实验, 我就知道必然如此。
这样看来，几百年来伽利略的实验主义大师的称号实在是有些名不副实的。伽利略与其说是一个实验物理学家，还不如说是一个理想主义者，是一个靠争论和巧辩说服他人相信其学说正确性的人。就伽利略来说，急于取胜的愿望显然引导他报道了按其所述根本做不通的实验。
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