理論和實驗在什麼學問中任一項都不可缺？
物理學
物理學家是指受物理學訓練、並以探索物質世界的組成和運行規律為目的科學家。研究範疇可細至構成一般物質的微細粒子，大至宇宙的整體，不同的範圍都會有相對的專家。對應於物理學分為理論物理學和實驗物理學，物理學家也可以分為理論物理學家和實驗物理學家。物理學中理論和實驗都是必不可缺的組成部分，所以有時候這樣的分類很難界定，只不過在一個物理學家更偏重理論的情況下，被稱為理論物理學家的例子包括愛因斯坦、海森堡、狄拉克、埃爾溫·薛丁格、尼爾斯·波耳、楊振寧等；而若偏重實驗，則稱為實驗物理學家，例如艾薩克·牛頓、法拉第、亨利·貝克勒、尼古拉·特斯拉、馬克斯·馮·勞厄、約瑟夫·湯姆森、歐內斯特·勞倫斯、吳健雄、威廉·肖克利、朱棣文等。
心理學是否為自然科學的範圍，目前也尚存爭議，一般較廣為接受的說法是心理學同時包含在自然科學與社會科學的範疇之中。自然科學的根本目的在於尋找隱藏在自然現象背後的規律，但是自然科學的工作尚不包括研究為什麼會存在這些規律。自然科學認為超自然的、隨意的和自相矛盾的現象是不存在的。自然科學的最重要的兩個支柱是觀察和邏輯推理。由對自然的觀察和邏輯推理自然科學可以引導出大自然中的規律。假如觀察的現象與規律的預言不同，那麼要麼是因為觀察中有錯誤，要麼是因為至此為止被認為是正確的規律是錯誤的。一個超自然因素是不存在的。
兩次挑戰不確定性原理的失敗嘗試，迫使愛因斯坦認識到量子力學理論本身是自洽的，他從而轉向討論量子力學的完備性。1935年愛因斯坦和美國物理學家鮑里斯·波多爾斯基、納森·羅森聯合發表了論文《能認為量子力學對物理實在的描述是完備的嗎？》，提出量子力學對物理實在的描述是不完備的。為了說明這一點，他們提出了一個著名的理想實驗：愛因斯坦-波多爾斯基-羅森悖論並從這個實驗得到結論：或者，在量子力學中波函數對物理實在的描述是不完備的；或者，兩個對應於不可對易算符的物理量不能同時是實在的。而後他們通過分析指出，如果否定第一點則也必須否定第二點，從而波函數對物理實在的描述是不完備的。不過在波耳看來，從實證主義的意義上說這種悖論根本不成立，因為哥本哈根學派認為只有可觀測才意味著物理實在。儘管如此，愛因斯坦和波耳兩個人終生都沒有被對方說服。同年，愛因斯坦和薛丁格就EPR悖論在書信中交換了意見。薛丁格為了進一步顯示量子力學的不完備性，將量子力學應用到宏觀效應中，從而構思了著名的薛丁格貓思想實驗。1953年，英國物理學家大衛·玻姆同樣認為哥本哈根詮釋對物理實在的解釋是不完備的，需要附加的參量來描述，他從而提出隱變量理論；1965年，北愛爾蘭物理學家約翰·貝爾在此基礎上提出貝爾不等式，這為隱變量理論提供了實驗驗證方法。從二十世紀七十年代至今，對貝爾不等式的驗證給出的大多數結果是否定的；即使如此，波耳-愛因斯坦論戰的結果至今還未有最終的定論。
笛卡兒將這種方法不僅運用在哲學思考上，還運用於幾何學，並創立了解析幾何。由此，笛卡兒第一步認為懷疑就是出發點，感官知覺的知識是可以被懷疑的，我們並不能信任我們的感官。所以他不會說「我看故我在」、「我聽故我在」。從這裡他悟出一個道理：我們所不能懷疑的是「我們的懷疑」。意指:我們無法去懷疑的，是我們正在「懷疑」這件事時的「懷疑本身」，只有這樣才能肯定我們的「懷疑」是有真實性的，並非虛假的產物。人們覺得理所當然或習以為常的事物，他卻感到疑惑，由此他推出了著名的哲學命題——「我思故我在」。笛卡兒將此作為形上學中最基本的出發點，從這裡他得出結論，「我」必定是一個獨立於肉體的、在思維的東西。笛卡兒還試圖從該出發點證明出上帝的存在。笛卡兒認為，我們都具有對完美實體的概念，由於我們不可能從不完美的實體上得到完美的概念，因此必定有一個完美實體——即上帝——的存在來讓我們得到這個概念。從所得到的兩點出發，笛卡兒繼續推論出既然完美的事物存在，那麼我們可以確定之前的惡魔假設是不能成立的，因為一個完美的事物不可能容許這樣的惡魔欺騙人們，因此藉由不斷的懷疑我們可以確信「這個世界真的存在」，而且經由證明過後的數學邏輯都應該是正確的。現實世界中有諸多可以用理性來察覺的特性，即它們的數學特性，當我們的理智能夠清楚地認知一件事物時，那麼該事物一定不會是虛幻的，必定是如同我們所認知的那樣。雖然笛卡兒證明了真實世界的存在，他認為宇宙中共有2個不同的實體，既思考和外在世界，兩者本體都來自於上帝，而上帝是獨立存在的。他認為，只有人才有靈魂，人是一種二元的存在物，既會思考，也會占空間。而動物只屬於物質世界。笛卡兒強調思想是不可懷疑的這個出發點，對此後的歐洲哲學產生了重要的影響。我思故我在所產生的爭議在於所謂的上帝存在及動物一元論，而懷疑的主要思想，確實對研究方面很有貢獻。