Eksperimenter som en del av vitenskapelig metode er kjent allerede fra antikken, for eksempel fra Aristoteles. I middelalderen var det særlig franciskanermunken Roger Bacon (1214-1294) som ble kjent for sine vitenskapelige eksperimenter. Likevel var det først under den s.k. vitenskapelige revolusjonen at eksperimenter virkelig fikk sin anerkjennelse som et helt sentral element i vitenskapelig metodikk. Galileo Galilei var den forskeren som kanskje gjorde mest inntrykk i så henseende. Skråplan-eksperimentet er et godt eksempel på det.
Hva er det spesielle med eksperimenter, hvorfor og hvordan gir de oss innsikt i naturen? Det vesentlige er vel at eksperimenter simulerer en virkelighet ved å sette opp en situasjon der man har kontroll over kjente parametere for så å finne ut hvordan en annen parameter (den uavhengige variabelen) forandrer seg i forhold til de første.
Vitenskapsteoretisk sett er det umiddelbart en del egenskaper man bør være oppmerksom på: For det første er eksperimenter ikke observert natur/virkelighet i noen direkte forstand. De simulerer en virkelig situasjon i et kunstig oppsett, for eksempel fall av legemer i skråplan-eksperimentet. Egentlig var Galileo interessert i hvordan ulike legemer oppfører seg i et fritt fall, men siden det av praktiske årsaker er vanskelig å måle direkte fant han på å—på et vis—”forsinke” gravitasjonen ved å bruke skråplanet slik at målinger kunne foretas. For det andre er det viktig å være oppmerksom på at man i et eksperimentelt oppsett kontrollerer kun de faktorer man er kjent med på forhånd. Det vil i prinsippet alltid være en viss mulighet for at ukjente bakgrunnsfaktorer forstyrrer de resultater man håper å oppnå. For det tredje er det også viktig å være klar over at måleinstrumentene i seg selv kan tilføre betydelig usikkerhet noen ganger. Målestaver kan for eksempel være foranderlige i forhold til temperatur.
Spesielle vanskeligheter kan dukke opp med s.k. tankeeksperimenter. I utgangspunktet er det vanskelig å forstå hvordan de kan spille en rolle i empirisk vitenskap i det hele tatt. Likevel er mange av de viktigste eksperimenter basert på tankeeksperimenter. Den første som gjorde det i moderne tid var igjen Galilei. Han spurte seg hvor det var mulig at jorden kunne bevege seg gjennom rommet uten at vi tilsynelatende hadde noen fornemmelse av denne bevegelsen. I et tankeeksperiment overførte han denne situasjonen til en rytter på en hest, som skulle kaste en kule. Når hesten er i bevegelse vil kulen oppføre seg som om hestens bevegelse umerkelig hadde blitt lagt til fallbevegelsen. Når rytteren kaster kulen i lufta, vil han fange den opp igjen som om han var stillestående.
Tankeeksperimenter er sjelden vurdert som en bekreftelse av en kontroversiell teori, men de gir et godt grunnlag for å forstå komplekse teoretiske sammenhenger. I så måte likner de også en del på våre moderne computersimuleringer der vi mater inn relativt komplekse utgangsbetingelser og deretter ”observerer” hvordan systemet vil oppføre seg videre. Deres store fortrinn er igjen at vi har kontroll over utgangsbetingelsene og kan avlese utfallet som ikke uten videre kunne forutsies uten denne simuleringen. Klimamodeller og deres simuleringer i kraftige datamaskiner er et godt eksempel på dette.
Spørsmålet er nå om vi ut fra forskningsetiske betraktninger bør sette opp en del ”varselsignaler” i forbindelse med eksperimenter.
Det er opplagt tilfelle. For det første må vi være klar over at noen eksperimenter kan være forskningsetisk problematiske ut fra hvilke objekter vi utfører disse eksperimenter på. Nazi-legene som utførte medisinske eksperimenter på innsatte i konsentrasjonsleirene oppførte seg i høyeste gard umoralsk, også når eksperimentene hadde et vitenskapelig poeng (hvilket de for øvrig ikke alltid hadde). Det samme må kunne sies om visse former for dyreeksperimenter. Også det s.k. ”Milgram-eksperimentet” i samfunnsvitenskapen (for å teste hvor langt folk vil gå for å tilfredsstille autoriteter) er et overtramp på forskningssubjektenes integritet og ble etter hvert et standardeksempel på forskningsetisk problematiske eksperimenter i psykologi og samfunnsvitenskap.
For det andre er det forskningsetisk problematisk når eksperimenters utfall uten videre blir tatt til inntekt for vidtgående påstander om virkeligheten. I hjerneforskningen finnes det for eksempel en del eksperimenter om folks moralske beslutninger (http://www.teachersdomain.org/resource/vtl07.la.ws.research.yourbrain/). Her blir subjektene typisk presentert for et dilemma der de må velge et av alternativene. Samtidig undersøker man hvilke hjerneområder som blir aktivert når man enten velger giverstrategier eller straffestrategier, og det viser seg at ulike hjernedeler responderer. Dette er interessant. Samtidig må man være varsam med å trekke altfor vidtgående slutninger om moralske beslutninger som sådan. Det er sjelden at vi kun har valget mellom to gitte alternativer. Som regel vil vi kunne velge å forandre utgangsbetingelsene også, og av og til er det nettopp dette som er det moralsk mest riktige og det folk føler seg mest bekvem med. Derfor vil det i slike tilfeller være viktig å begrense funnene til situasjoner som er tilstrekkelig like, framfor å insinuere at den eksperimentelle situasjonen uten videre representerer en større problemkompleks (for eksempel moralske beslutninger generelt). Det er altså et generelt forskningsetisk krav at den generelle innsikten som formuleres på bakgrunn av et eksperiment begrenses nøkternt til de forhold eksperimentet kan utsi noe om, og unngår å forlede en til slutninger som ikke er sikret ut fra eksperimentets oppsett og natur.
En spesiell forskningsetisk utfordring ligger i vår generelle tilbøyelighet til ønsketenkning. Konkret betyr det at en forsker bør utvise spesiell varsomhet med å trekke eksperimentelle slutninger når han ved nærmere refleksjon erkjenner at psykologiske faktorer kan ha påvirket tolkningen. Det mest kjente eksempel på nettopp dette fra vitenskapshistorien er den påståtte oppdagelsen av N-stråler ved den franske professor i fysikk René Blondlot i 1903. Han mente at det fantes N-stråler (forskjellig fra de da kjente Røntgen-stråler). Disse strålene kunne ikke observeres direkte, men i følge Blondlot kun under spesielle eksperimentelle oppsett der N-strålene ville påvirke lysintensiteten i ulike lyskilder. Poenget var selvfølgelig at slik forandring av lysintensitet krevde en uhyre nøyaktig observatør. Umiddelbart etter publikasjonen av Blondlots funn, var det flere andre som påstod at de kunne observere samme fenomen. I årene 1903-1906 ble ca 300 artikler publisert om N-stråler. Mange franske fysiker delte Blondlots oppfatning om eksistensen av N-stråler, mens for eksempel tyske fysikere var gjennomgående skeptiske. (Spørsmålet er selvfølgelig om disse hadde reagert på samme måte dersom Blondlot var tysk.)
Hva man observerer er i stor grad avhengig av hva man forventer å se til å begynne med. Så lenge funn i et eksperiment er vesentlig basert på forskerens observasjoner uten noe uavhengig og tilforlatelig måleinstrument, kan eksperimenter påvirkes av ønsketenkning. Mange eksperimenter berøres av dette fenomenet, for eksempel når man teller celler/blodlegemer osv under et mikroskop. For å unngå at forskerens ønsketenkning påvirker resultatet, er det alltid et godt råd å utføre slike eksperimenter i dobbel-blinde.
Dette siste poenget understreker også et sentralt vitenskapsteoretisk poeng med eksperimenter. Deres betydning som metodisk redskap for vitenskapen utleder seg fra at de kan gjentas av andre. Først når et eksperimentelt resultat er blitt reprodusert av andre er resultatet kvalitetssikret. Det er på den måten at Blondlots påståtte funn ble avslørt: Når den amerikanske forskeren Robert Wood fulgte Blondlot i laboratoriet for å selv å observere disse fenomenene, kunne han fastslå at Blondlot så det han ønsket å se og ikke det som Wood eller andre så. Et problem i moderne vitenskap er at eksperimenter sjelden blir reprodusert, bl.a. fordi de ofte er kostbare og det er lite prestisje i å gjenta det an annen har gjort før en. Ut fra god forskningsetikk burde det imidlertid være et krav å alltid gjenta viktige eksperimenter for å kunne utelukke skjevheter i oppsettet eller i observatørers funn.