伽利略的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》
1632年，伽利略出版了近代科学发展史上的伟大著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》（The Dialogue on the Two Chief Systems of the World）（《对话》）。在这本书中，伽利略以自明的假设为根据，对哥白尼学说作出了理性论证。为了更充分地展示新学说的无比说服力，伽利略采用了三个人的对话形式，其中萨尔维阿蒂是哥白尼学说的拥护者，辛普利奇奥是亚里士多德的信徒，沙格列陀扮演中立的仲裁人。全书的内容由四天的对话组成。
第一天的内容是批判亚里士多德学派关于天体的组成和性质完全不同于地球的学说，论证它们在本质上是类似的。对话中列举了新星的出现，彗星的"生长"和"陨灭"，太阳黑子的产生和消失等反证，驳斥了不变是高贵和完善的标志的传统观点。
在书中，伽利略还提出了运动并不导致生长和毁灭这一重要见解。书中沙格列陀讲道："我听不见有人把不灭不变等说成是宇宙中各个天生的.完整的天体之所以完善和高贵的最重要的原因，而把生灭变化等等说成是很大的缺陷,总觉得非常诧异,甚至可以说是我的理性所不能容忍的。在我看来,地球之所以可贵、可亲，恰恰是因为它在不断地发生着各种不同的变动、变化、和生灭……"
第二天的对话论证了地球的自转运动，驳斥了地球不动的观点。书中指出"任何可以归之于地球本身的运动，只要我们始终看着地球上的事物，必然是我们觉察不到的，就好象是不存在的一样；因为作为地球上的居民，我们也同样地动着……因此要考察什么运动可以说是属于地球的，而且如果属于地球，会是怎样的一种运动，真正的方法就是观察和考虑那些和地球分离的天体，显示出什么属于一切天体的运动迹象"。伽利略指出，从天象观察既可说运动是属于地球的，也可以说是属于地球以外的整个宇宙的。
书中，萨尔维阿蒂说道："让我们单单想一下地球多么微小，而恒星宇宙和地球比起来是多么辽阔无垠；地球放在恒星宇宙里只能算沧海之一粟。如果我们想想在一天一夜之间整个自转一下所需要的速度，我就没法使自己相信有什么人会认为是宇宙在转动着，而地球则始终处于静止状态；这样说是不合理的，不能令人置信的。"
为此，伽利略提出了"简单性原则"论证地动学说，他写道："……自然界只要使一个球体环绕自己的中心作适当的运动就可以达到目的了；谁会相信自然界会费那么大的事使无限巨大的天体以不可想象的速度运动呢？要知道一般都公认，自然界能通过少数东西起作用时，就不会通过许许多多的东西来起作用。"
"……如果我们着眼于运动体，不去怀疑假定地球运动比假定宇宙运动简单的多，并且考虑到由此将获得其他许多简便之处，那么周日运动仅仅属于地球而不属于地球除外的宇宙，其可能性就要大得多。这样设想正符合亚里士多德那句至理名言：'在用很少就可以完成的地方却用了很多，是无谓的'。"
亚里士多德学派曾提出落体现象反驳哥白尼学说，说如果地球在运动，坚直向上抛出的物体，就不会再落回原地点；一块石头从高塔上落下，由于塔随地球的旋转向东移动，石头就应该落在塔的西边。这种现象是不曾看到的，所以地球是静止不动的。在驳斥这种论点时，伽利略广泛应用了他在力学领域里的研究成果，包括惯性原理和相对性原理。在举出石子从高速行驶的船桅顶上落下和石子从停泊的船顶上落下的实验时，他写道："结果表明，不论船是静止的或是以任何速度行驶，石子总是落在船上的同一地点。同样的情形也适用于地球，正如在船上一样，石子总是垂直地落到塔底下，因此你推论不出地球是运动的还是静止的。"就是说，在地球上进行的一切实验，都不能证明地球是否运动。这一天的对话，是这本巨著的中心部分，因为它奠定了地动说的物理基础。
在《对话》一书中的第三天，伽利略论证了地球的周年运动-- 绕日的公转。 伽利略举出了大量的观测材料，揭露了托勒密体系的矛盾和混乱，证明了哥白尼体系的谐调和简明。他用下面这一大段话从四个方面对两个体系的优劣作了对比：
"首先，是不是所有的哲学派别都认为，一个有天然的圆周运动的物体会不规则地绕自己的中心运动，而有规则地绕另一点运动，是一种非常不妥当的现象呢？然而托勒密的结构却是由这类不规则的运动所组成的，而在哥白尼体系里每一种运动都一样是环绕它自己的中心的。按照托勒密的说法，必须给天体规定相反的运动，使任何天体既由东到西运动，同时又西到东运动；而按照哥白尼的说法，则所有天体的运行都是向着同一方向，即由西向东运动。还有，我们对一个行星的视运动该怎样说呢？这种运动不但一时快，一时慢，而且有时候会完全停止下来，甚至在停止之后还后退一大段路。为了说明这些现象，托勒密引进了许多庞大的本轮，使一个个本轮适应每一个行星，给不和谐的运动定下许多规则。但所有这些不方便之处都可以用地球的简单运动一扫而光。根据托勒密的体系，所有行星都被指出有它们自己的天层，一个天层驾于另一天层之上，那样我们就不得不说，火星位置在太阳层之上，时常会降落得非常之远，以至冲破了太阳层，落到太阳层之下，并且比太阳更接近地球，然而没有多远又变幻莫测地飞升到太阳之上；对于这种现象，辛普利奇奥，你难道不认为极端荒谬吗？然后这写以及其它种种破格的现象都被地球的简单的周年运动一扫而光了。"
第四天的对话叙述了伽利略关于潮汐的理论。伽利略以为地球的两种运动使地球产生颤动，使海水来回击荡而产生了潮汐；所以潮汐现象为地球的运动提供了一个证据。他否认太阳和月亮引起潮汐的说法,为这意味着天体比地球高一等并能影响地球上的事件。伽利略的这个理论是错误的，因为按照这个理论地球上每天只能发生一次潮汐，同时这个理论同他的惯性原理也是矛盾的，按照惯性原理，海水和空气一样应该同时参与地球的运动。
