思想實驗指的是:有想象力的實驗，都是現實中做不到的(或者現實中做不到的)。比如愛因斯坦著名的關於相對運動的思想實驗，又比如愛因斯坦和內菲爾德合著的科普書《物理學的進化》中有壹個實驗，要求讀者想象壹個光滑無摩擦的地面和球體進行實驗，但這在現實中(或暫時)是不可能的。思想實驗需要想象力，而不是感官。愛因斯坦曾說:“理論的真理在妳的頭腦裏，而不在妳的眼睛裏。”而其中。伽利略的實驗大多是思想實驗，歷史證明他並沒有同時從比薩斜塔上扔出兩個鐵球來證明亞裏士多德的錯誤。思想實驗早在古代就已經萌芽了。古希臘科學家阿基米德研究面積和體積時，總是先做壹個思想上的“實驗”。“設想稱壹個由均勻材料切割成壹定形狀的扁平物體，以測量其面積，從而了解它們之間的關系，然後用數學方法證明。
”公元前5世紀，芝諾用思想實驗論證了“阿基利追龜”和“飛箭不動”等命題。中國也做過思想實驗。在古代莊子的《天下》中，有“壹尺之距，半天之長，取之不盡”的例子來論證物質的無限可分性。思想實驗最初主要是從物理學發展起來的，這與物理學主要是從研究宏觀物體的運動開始的有關。亞裏士多德的物理學研究大多是思想實驗。到了近代，它逐漸從壹種思辨的形式變成了壹種科學的思想實驗。科學思想實驗始於伽利略，可以說17世紀是科學思想實驗的起源時期。在現代科學時期，由於更廣泛和更深入的科學探索，思想實驗更加不可或缺。實驗是自然科學最基本的科學認識方法。
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