Experiment měl a stále má rozhodující význam pro rozvoj fyziky jako přírodní vědy. Fyzikální experiment, jako vědeckou metodu zkoumání přírody, přinesla v 15. století až renesance a Galileo Galilei.
Galileo Galilei.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Pavel Trnka. Under Creative Commons.
Fyzikální experiment je vědecká metoda, při které se navodí děj s předem danými podmínkami tak, aby ho bylo možné za stejných podmínek zopakovat. Při probíhajícím experimentu se sleduje pomocí přístrojů vzájemná závislost fyzikálních veličin s co nejmenším počtem rušivých vlivů. Získané výsledky se zobecní do podoby fyzikálního zákona (zpravidla popsaného matematickým vzorcem), přičemž se jeho správnost ověří dalšími experimenty.
Vědecké experimenty se dělí na dvě skupiny: objevné (heuristické) – účelem je nalézt dosud neznámou zákonitost, např. experimenty Michaela Faradaye; a ověřovací (verifikační) – účelem je ověřit platnost zákona, který byl získán teoretickým postupem, např. expedice Arthura Eddingtona k ověření obecné teorie relativity. Vědecký experiment může probíhat reálně sledováním reálně probíhajícího fyzikálního děje, kdy se měří s reálnými přístroji v reálném čase; nebo se jen myšlenkově navodí podmínky a postup možného experimentu a jeho očekávané výsledky se neměří, ale odvozují se ze známých zákonů za idealizovaných podmínek. Jeho znakem je, že probíhá jen v podobě úvah a logických soudů a přináší nové poznatky bez ohledu na to, zda takový experiment je skutečně realizovatelný. Třetí možností je počítačový model - matematická simulace jevů postavená na aplikaci známých zákonů. Myšlenkové a počítačové experimenty ve skutečnosti fyzikálními experimenty v pravém slova smyslu nejsou – reálné experimenty jimi nelze zcela nahradit. Tyto experimenty však podstatně usnadňují poznávání ve velmi složitých a extrémních situacích, protože dospívají k výsledkům, které bychom reálnými experimenty získávali velmi obtížně, časově i finančně. Metodu myšlenkového experimentu používal Albert Einstein při budování teorie relativity. Počítačovým experimentem lze dobře simulovat děje reálně probíhající velmi rychle (např. ve fyzice elementárních částic lze sledovat přeměnu částic při vzájemné interakci) a děje naopak velmi pomalé (např. v astrofyzice srážku dvou galaxií). Dobře se osvědčují také u dějů s velkým počtem proměnných vstupních parametrů (např. u dějů v zemské atmosféře – modely vývoje počasí).
