思想實驗是指使用想象力去進行的實驗，所做的都是在現實中無法做到（或現實未做到）的實驗。
例如愛因斯坦有關相對運動的著名思想實驗，又例如在愛因斯坦和英費爾德合著的科普讀物《物理之演進》中，就有一個實驗要求讀者想像一個平滑，無摩擦力的地面及球體進行實驗，但這在現實（或暫時）是做不到的。思想實驗需求的是想象力，而不是感官。
愛因斯坦曾說：“理論的真理在你的心智中，不在你的眼睛里。”而在這其中。伽利略的實驗大多數就是思想實驗，歷史已經證明他并沒有從比薩斜塔上同時扔2個鐵球來證明亞里士多德的錯誤。
中文名
思想實驗
外文名
thought experiment
舉例
伽利略
內容
使用想象力去進行的實驗思想實驗是一種在人的頭腦中進行的理性思維活動，這種思維活動按照實驗的格式展開，所以也稱為“實驗”。我們的認識活動越來越遠離日常的直觀經驗和直覺，科學研究活動所需的儀器設備日益純化、理想化，物化實驗有時無法滿足科學發(fā)展的需要，運用思想實驗進行科學研究就成為一種必然。
緣由
思想實驗是科學家在頭腦中設計和構造出一套純粹的、理想化的儀器設備和研究對象，并對它進行純粹的理想化的實驗操作和控制，使與實驗對象的某些因素以絕對簡化、純化、被設定、限制的形式表現出來；然后通過對這種理想化對象的感知和描述，發(fā)現和獲取科學事實與自然規(guī)律的思維活動。思想實驗在愛因斯坦那里得到了高度綜合和充分發(fā)展，被叫做思想實驗和理想實驗。后來，有人把它稱為“抽象實驗”、“假想思想”、“思想實驗”和“理想實驗”等等。
思想實驗早在古代就已經有了萌芽，古希臘科學家阿基米德在研究面積和體積時，總是先作一種思想上的“實驗”。“想象把用均勻材料切成一定形狀的平面物體通過稱量，以測量它的面積，這樣就對它們的關系有所了解，然后再從數學上進行證明。”[1]
公元前5世紀，芝諾用思想實驗論證了“阿基里追龜”、“飛矢不動”等命題。思想實驗在中國也有人作過，在古代莊子的《天下篇》中，就有“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”這樣的例子，來論證物質的無限可分。
思想實驗最初主要從物理學中發(fā)展起來，這與物理學主要始于研究宏觀物體的運動有關，亞里士多德的物理學研究大都是思想實驗[2]。
到了近代，它逐漸從思辨的形式轉變?yōu)榭茖W的思想實驗。科學的思想實驗從伽利略開始，可以說17世紀是科學的思想實驗的發(fā)源時期。到了現代科學時期，因科學探索更廣闊更深入，思想實驗更加不可或缺。
價值
實驗對于自然科學來說，是科學認識的一種最基本的方法。任何實際的實驗都是感性物質活動、感性認識活動。科學家、儀器設備、考察對象、環(huán)境條件都是感性存在與感性直觀的對象，構成了現實的科學實踐與認知系統(tǒng)。一切物化實驗都會受到主客觀條件的限制，以及儀器設備的操作等限制，因此，就會使所要考查對象的有關因素不能達到絕對的簡化、純化，達不到預期的目的。為了克服、超越物化實驗的各種限制，科學家在自己的認知活動中常常利用思想實驗來解決問題。
區(qū)別
理想實驗與思想實驗的區(qū)別
理想實驗與思想實驗雖同屬抽象的思想實驗，但它們之間又有著不同，若混淆兩者關系，客觀上勢必會造成科研的盲目性，使研究者無所適從，甚至會給科學技術發(fā)展帶來不利影響。
科學史上，對思想實驗的兩種情況不加區(qū)分不乏其例。如超導問題，在未實驗以前，普遍認為電阻為零的現象是不可能實現的一種理想化狀態(tài)。這種認識，在一定程度上一度影響了對它的實踐探索。又如愛因斯坦和英費爾德曾構想了一個“單電子衍射”實驗，并且認為這是一個理想實驗，事實上不可能實現，但這一構想后來被前蘇聯(lián)科學家通過物化實驗做成功了。
理想實驗是指將實驗對象、實驗過程理想化，將邏輯思維與直覺、形象思維有機結合突出事物、條件的理想狀態(tài)，但它在實踐中并不存在。這種理想狀態(tài)無法在物化實驗中表現，理想實驗的結果只是對客觀事實極限的近似值描述。
理想實驗有別于理想模型。理想模型是通過高度抽象建立起來的描述理想客體的模型。自然科學領域所探討的現象，有不少是理想化的客體，如質點、絕對剛體、絕對黑體、理想流體、理想溶液等等，這些理想客體模型可以回歸到原型。理想實驗排除了物化實驗中無法排除的干擾，使得研究的問題達到高度的理想化。理想實驗的結果雖然可以無限接近客觀事實，但在實踐中永遠無法實現。卡諾熱機循環(huán)實驗，愛因斯坦設想的“雙生子佯謬實驗”等，都是理想實驗。
思想實驗是指在特定的條件下，依靠科學原理，通過邏輯推論在頭腦中實施的實驗活動，它按物化實驗的格式展開，主要過程和結果均以邏輯的形式表述。馬赫說：“思想實驗的基本方法和物理實驗相同。”[3]它是在物化實驗無法進行的情況下采用的一種特定的科學研究方法。雖然其結果是未經證實的認識，但在物化條件具備的情況下，能得到科學實踐的檢驗。
伽利略否定了亞里士多德的落體定律之后，斯臺文作了一項實驗，證實了這一見解。斯臺文寫道：“反對亞里士多德的實驗是這樣的：讓我們拿兩只鉛球，其中一只比另一只重十倍，把它們從三十尺的高度同時丟下來，落在一塊木板或者什么可以發(fā)出清晰聲響的東西上面，那么，我們看出輕鉛球并不需要比重鉛球十倍的時間，而是同時落到木板上，因此它們發(fā)出的聲音聽上去就像是一個聲音一樣”。[4]
思想實驗的本質在于以理論原理為依托，但也須借助于經驗表象，它通過概念和邏輯與客觀世界的本來面目聯(lián)系，表明它以邏輯推理為主，但也包含經驗的內容。因為它揭示著獲取自然信息的途徑，引導人們產生新的發(fā)現。思想實驗經常被當作理想化的產物，如討論一些東西如何在沒有摩擦力的平面運動，根本不需要實驗就可以得出，因為它只涉及到計算。
伽利略曾經提出：“沒有實驗，我確信結果也會像我所告訴你一樣發(fā)生，因為它必須以那種方式發(fā)生。”伽利略的意思是：思想實驗可以產生一個無須通過物化實驗得到的結果。[5]著名的法國科學史家，亞歷山大·柯瓦雷要求我們承認伽利略的功勞，是他使我們認識到利用思想實驗，從而省去做實際實驗的麻煩。
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