科學史上有哪些巧妙的實驗？
例如卡文迪許扭稱實驗測萬有引力常數，八稜鏡測光速等，這些實驗設計巧妙又不貴，通過一些裝置一個方法就能把原先很難測得東西測出來，儀器還很簡單，感覺棒棒的，科學史上還有類似巧妙的實驗嗎？
我來補一個比較偏門的，但是也算是現代分子生物學最重要的實驗之一的Luria–Delbrück實驗。 在我心目中算是最理想的「系統生物學/生物物理」的實驗形態了，簡單的實驗+精巧的數學預測=&>深刻的生物本質。
這個實驗的牛逼之處就是兩位的決定性實驗數據是方差！
什麼意思呢？即使到今天99%的生物實驗的決定性數據都是均值。這個其實很好理解，比如說我想表示藥物A比藥物B更好，那麼我每個藥物做10個樣本，A能殺滅90%的病菌，方差是5%，B的數據是60%，方差10%。那我們可以說A比B好置信度很高，本質上是在比較90%和60%，方差本質上只提供了顯著性檢驗的參數。換句話說：均值提供結論，方差提供結論的可信度，這是有史以來99%的生物實驗的常態。
而這兩位的實驗呢，直接依靠方差來區分兩種假設的成立與否，不知高到哪裡去。
下面我們來看看這個著名的牛逼實驗到底是幹什麼的：這個實驗的本質是區分兩個事情：有益突變是因為不利環境誘導而發生的，還是本身就會自發發生的。
不明白的話我們來看下面這張圖（他們是怎麼做實驗的）：
首先他們從單個不抗病的細菌開始養，在正常的環境下養到上百萬個細菌，然後把他們丟到帶有噬菌體（一種殺死細菌的病毒）的環境中。前人的經驗告訴我們，這個時候總會有個把的細菌迷之突變而具有抗性。因為這個時候其他細菌都死了，突變了的細菌就有機會擠占周圍所有的空間，在經過一段時間的生長後而形成一個單個菌落。如下圖：
注意上圖中每個圓點就是一個單菌落，是由一個細菌經過幾十次分裂之後形成的。通過數一個盤子中有多少個圓點，我們就能知到有多少個細菌突變了（上圖大概有100個吧）。加上我們知道在最開始的時候塗了多少細菌（比如一千萬個），我們就可以計算出突變率是100/1000w=1/10w，也就是十萬分之一的細菌。
那我們的Delbruck大神想通過這個實驗搞清什麼事情呢？平均突變率這麼low的事情前人肯定早就做過了。Delbruck決定通過這個實驗在細菌中驗證達爾文的學說：這些突變是在把細菌扔到有病毒的環境之後才發生的（即「霧草不好，有病毒！趕緊突變！」，對應上上圖A），還是在最開始養的時候就發生了（即「雖然不知道有什麼用，我就突變著玩玩。」對應上上圖B）。
不要覺著這些結論是顯然的，當時連DNA是遺傳物質，或者長什麼樣還不知道呢。達爾文的學說也只是普遍在比較高等生物中立住了腳，誰知道細菌是怎麼回事，況且達爾文也沒有明確說明突變是不能在外界壓力下才出現的。
那麼怎麼判定呢？Delbruck原本是個物理學家的良好的統計學功底在這個時候發揮了作用：靠方差！雖然情況A和B如果只是計算均值的話，得到的都不過是平均突變率，這個東西應該是固定的。但是兩種情況的方差應該不一樣。
對於A來說，假設鋪在板子上有1e7個細菌，那得到的菌落數就應該服從一個簡單的二項分布，本質上和拋一千萬次硬幣產生的分布沒有區別（除了這裡硬幣只有百萬分之一的概率拋出正面）。根據盡人皆知二項分布結論（考慮p很小的情況）：
即方差和均值應該是幾乎相同的數值。
那麼對於情況二，測得的分布因該是什麼樣的？這個就比較複雜了，這個分布叫做Luria–Delbrück分布。嗯，估計從名字上你也猜到了這個分布就是為了這個實驗而存在的，由兩位大神推導出來的。這是一個很典型的長尾分布，方差非常大，遠比二項分布的「等於均值」大得多（比值取決於突變率和總細菌數）。
剩下的事情就很好辦了，兩位大神沒日沒夜的養細菌，數菌落（聽起來好苦逼），得到了如下的數據：
大家看第二行方差和第一行平均數，幾次實驗無一例外都大出幾十倍到幾百倍。從而驗證在細菌中，達爾文學說的隨機突變依舊是成立的。應該是（我猜的）補上了進化論的最後一片重要的拼圖。
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要是說這個實驗在歷史上的地位，很難說比得上摩爾根的白眼果蠅，蔡司的phage轉染實驗或者尼侖伯格關於密碼子的一系列實驗，但是兩位大神在沒有用到任何尖端技術（蔡司的同位素，尼侖伯格的序列人工合成）或者稀有品系（摩爾根的白眼果蠅）的情況下，僅僅通過紮實的數學功底和簡單的實驗手段，通過「方差」這種在其他生物學家眼中「沒有最好」的性質，即預測了實驗，有揭示了「non-trivial」的生物本質，讓我第一次拜讀的時候感到深深地折服。並且直到今日我所看到所有定量生物學研究，可以說無出其右者。
如果說孟德爾和摩爾根很牛逼因為他們玩的是「分布」，那麼Luria和Delbruck的偉大就在於他們玩的是「方差」。
另說一句：Delbruck本身是個物理學家出身，就是因為他的這個實驗，激you勵pian了無數物理學家半路出家投pian身jing於fei生物學。
最後補一句表示我的統計學還沒忘：我明白「樣本方差」和「樣本分布」本身也是一個可以有分布，有均值，有方差的統計量。
瀝青滴漏實驗。
額，這個回答嚴重偏題hh（當初沒想到有這麼多贊的...），其實不算巧妙，只是答主覺得很有趣的一個實驗（有更新會在最下面）。
（本文年份等時間較多，請務必仔細閱讀）
以下來源於百度，已經過整理：
實驗的設計人，叫托馬斯·帕內爾。1911年，也就是昆士蘭大學創辦的第二年，他被任命為物理系的一名講師，之後成了那裡的第一位物理教授。
瀝青是一種焦油的衍生物，在室溫下，它感覺是一種固體，甚至有些易碎。用鎚子一擊，它就可能變成碎塊；但同時，它又有著極高的黏度。為了教學，展示瀝青驚人的性能，也為弄清它的物理狀態，帕內爾走上了一條漫長的路。
1927年，帕內爾加熱了一份瀝青樣品，並把它倒入了一個密封的玻璃漏斗中。用了3年的時間，瀝青終於沉澱了下來。1930年，漏斗的柄被切開。從那個日子起，瀝青就在緩慢地從漏斗中透出，滴向著下方的燒杯。不過，它是如此緩慢，到1938年的12月，第一滴瀝青才落下。
後來成了理學院院長的帕內爾，直至去世，也只等到了5滴瀝青。遺憾的是，每一滴瀝青落下的瞬間，他都沒有看到。
帕內爾的實驗，並不是在一個特殊的環境中進行的。事實上，它一直被放在系裡休息室的一個展示櫃中。因此，瀝青流下的快慢，也會隨著溫度的季節性變化而不同。在帕內爾教授之後，26歲的約翰·梅因斯通初到昆士蘭大學時，發現了這個讓他驚訝的實驗。他接手了。
時至今日，80多年的漫長時間中，也只有9滴瀝青落下，平均每9年左右才落下一滴。但迄今為止，還沒有一個人真正看到了瀝青滴落的一刻。
「事實上，在2000年第8滴瀝青下落的時候，已經有了攝像頭。當時，我在海外。不幸的是，在緊要關頭，高科技網路攝像機的數字記憶遭受了一場健忘症。 」梅因斯通在一篇針對泰晤士報文章的評論中寫道。
日期 事件進展 持續時間（月）
1927年 實驗開始
1930年 切開封口
1938年12月 第1滴瀝青滴出 96至108
1947年2月 第2滴瀝青滴出 100
1954年4月 第3滴瀝青滴出 108
1962年5月 第4滴瀝青滴出 97
1970年8月 第5滴瀝青滴出 99
1979年4月 第6滴瀝青滴出 104
1988年7月 第7滴瀝青滴出 111
2000年11月28日 第8滴瀝青滴出 148
2013年7月9日 第9滴瀝青滴出 156
3.12更新一下
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經過13年的耐心等待，第9滴瀝青在2013年形成完美的淚滴形狀。通過互聯網關注實驗進展的人們，紛紛推測液滴不久即將滴落。然而，梅因斯通教授再也無法親眼看到瀝青從 自己 守護了52年的裝置中落下。
8月23日，78歲的教授在家中病逝。此前一個多月，愛爾蘭都柏林聖三一學院在一個類似的觀測實驗里，終於捕捉到一次瀝青滴落的發生。
2013年7月11日下午5點，聖三一學院傳來喜訊：圍在實驗裝置周圍的高速攝像機第一次捕捉到一滴瀝青滴落的整個過程。
聖三一學院教授、物理學家尚恩·伯爾金及同事見證了這一時刻。看到科學史上最激動人心的液滴墜落時，伯爾金說所有人都異常興奮,「這是一個非常棒的論據，因為我的同事們都渴望揭示出瀝青的斷裂機制，了解它的黏稠性」。
通過研究這一液滴形成的過程，聖三一學院的研究團隊估計了瀝青的黏度：比蜂蜜黏稠200萬倍，比水黏稠200億倍。而液滴的形成速度取決於瀝青的具體組成成分，環境條件如溫度和振動等也有一定影響。
梅因斯通教授反覆觀看了實驗視頻後感嘆道：「對於和我一樣長期關注瀝青實驗的人來說，這個瞬間真是夢寐以求但又遙不可及啊！」講兩個故事吧。
第一個是我高中化學競賽刷刑大本的時候讀到的證明單糖的立體化學的實驗設計，驚為天人。
19世紀八十年代，當時不要說核磁質譜XRD了，就連紅外都還沒有，鑒別不同的糖主要用的是糖和苯肼反應生成糖脎，不同的糖脎結晶形態顏色有差異。
費歇爾最早發現了甘露糖，之後發現甘露糖，葡萄糖和果糖生成的糖脎是一樣的，於是他得出結論這三個己糖的後四個碳的構型是一樣的，區別在於葡萄糖和甘露糖是差向異構的醛糖，而果糖是2-己酮糖。
費歇爾發現甘露糖還原得到甘露醇，而葡萄糖和甘露糖是差向異構體，因此葡萄糖還原得到的醇應該不同於甘露醇。然而事實是當用鈉汞齊還原葡萄糖的時候只得到了甘露醇，後來證明是因為在鹼性條件下發生差向異構導致的，非鹼性環境還原得到了一個新的醇，山梨醇。果糖的還原得到了山梨醇和甘露醇的混合物，進一步驗證了這三種糖（甘露糖，果糖，葡萄糖）的結構關係。
接下來Kiliani在1885年發現了氰化增碳法，用氫氰酸和醛基加成後水解得到多一個碳的糖酸，四年後費歇爾發現糖酸形成的內酯可以被鈉汞齊還原得到醛糖。有了這個方法，就可以從已知的化合物合成多一個碳的糖並確定結構。
比如從D-甘油醛增碳確定四碳糖的構型：
書上一般都從甘油醛開始，但實際上費歇爾並不是從甘油醛開始的。
阿拉伯糖最早1868年由Scheibler水解甜菜漿獲得，最早被當作己糖。1887年Kiliani用氰化增碳法證明這是個戊糖。費歇爾確定糖的立體化學的方法如下圖所示（虛線表示紙面後，橫著的直線表示紙面上），從D-阿拉伯糖（A）出發，由於是D型糖，所以5號碳的OH在右邊（這個最開始是猜的，幸運的是猜對了，否則之後所有的立體構型都要換成鏡像）。阿拉伯糖氧化成二酸（D）後有光學活性，所以D不是對稱的，則3號碳的OH在左邊。增碳後得到兩個己糖（B）（C），二者2號碳上的OH方向相反，其他都是一樣的，令B上的2號碳上OH朝右，則C上2號碳OH朝左。氧化得到的兩個二酸（E）（F）都是光學活性的，所以4號碳上的OH一定是在右邊的，否則其中一個就有一個對稱面，這樣的話D-阿拉伯糖的所有立體構型都確定了。而（E）可以從葡萄糖氧化而來，所以B就是葡萄糖了，C就是甘露糖。
就像做競賽推斷題一樣，由費歇爾在1891年完成，完整的答案是這樣的：
其他糖的立體構型也可以用類似的方法確定。
參考資料：
Emil Fischer"s discovery of the configuration of glucose. A semicentennial retrospect
https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1902/fischer-lecture.pdf
刑大本第二版
第二個是研究生的時候上老闆的課聽他聊mechanostereochemistry這個領域的發展歷史，最早人們證明catenane的結構的方法。
我老闆的老闆的老闆是Norman Haworth，他研究生的時候也是研究糖的立體化學的，當時他老闆跟他說你可以輕易合成六元環，五元環和七元環也還行吧，但是其他的你就可以「forget about them"了。後來他去加拿大做博後讀到了Charles Pedersen的冠醚合成的文章，那是60年代的事，一個18元環被合成了，我老闆讀到的時候覺得他的腦子都被吹成兩半了（「This blew my mind apart」）。1987年Pedersen拿了炸藥獎。我老闆想這麼大個環，裡面應該可以穿東西進去，於是他後來花了50年的樣子來研究各種穿環的化學，去年他也把炸藥獎給拿了。
83年的時候Sauvage最早想出用金屬離子配位來穿環，然後再把穿過去的環扣好，得到兩個環互鎖的結構，稱為索烴（catenane）。表徵的方法非常有趣，在質譜里最大的峰信號是分子離子峰，分子離子峰後面的碎片最大的卻正好只有分子離子峰的一半，在兩個峰之間沒有別的碎片。正好證實了這是由兩個相同的大環分子互鎖的結構，其中一個環在質譜儀中被打開之後則兩環解離，所以最大的碎片只有分子離子峰的一半。
當然，再後來Sauvage長出了索烴的單晶，這就是更直接的證據了，不過當我看到這張質譜的時候真是忍不住為之讚歎！
參考資料：
The Right Chemistry
Nouveau Journal de Chimie, 1985, 9, 299?310
噬菌體侵染大腸桿菌實驗，高中生物都學過的。
噬菌體由兩部分組成，內部是含磷不含硫的DNA ，外面是含硫不含磷的蛋白質衣殼。分別用同位素進行標記最後看到底在哪種情況下被侵染的大腸桿菌具有放射性。最終證明了DNA是遺傳物質。
在1952年，能夠把當時最新的物理知識運用到生物學研究上是這個實驗最了不起的地方。
蒲豐投針實驗（Buffon"s Needle）
蒲豐投針實驗是法國數學家、自然科學家「喬治-路易·勒克萊爾·德·蒲豐」在18世紀提出的。其實驗方法極其簡單：
1）取出一張白紙，在白紙上畫出一組平行等距的直線。（什麼，沒白紙？那就用石頭在地上畫線吧。。）
2）將紙平放，任意地向白紙上拋一枚長度為直線間距一半的針（如上圖所示）。（什麼，針也沒有？那。。找根小木棍湊合一下吧。。。）
3）多次投針，記錄下針與直線相交的次數和總的投針次數，最後相除算出針與直線相交的概率。你會驚奇地發現此概率為圓周率的倒數（1/ π）。
蒲豐投針實驗是第一個用幾何形式表達概率問題的例子。我們可以用這種方法來估計圓周率π。
關於蒲豐投針實驗具體的證明就不在這裡寫了，感興趣的可以去網上看。
附：歷史上用蒲豐投針實驗估計圓周率的實驗記錄。
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PS:最終推導出來的概率公式其實是:P=(2a)/(tπ).(其中a為針的長度，t為兩條直線之間的寬度)。因為我們前面取的是a=t/2(針的長度為兩條直線間距的一半)，所以最後得到的概率值為1/ π。
而附表中的一些人做實驗的時候並沒有採用針的長度為直線間距的一半，所以最終相交次數和投擲次數的比值不為1/ π，但不影響對圓周率的估計。（感謝@車前草 提出問題）。
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謝謝大家的贊。評論中@chaos gogh 提出了「如果a&>πt/2，概率還大於1了？」非常好的問題。其實蒲豐投針實驗在計算概率的時候是分為兩種情況的，第一種是針的長度小於兩直線間距（a&
當針無限長（ a → ∞）的時候，式 ②→2a/πt，概率P→1。
參考資料：
[1] Buffonamp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;#x27;s needle - Wikipedia
[2] 蒲豐投針問題_百度百科
Stern-Gerlach實驗。
該實驗由Stern和Gerlach於1922年完成，是支持量子力學的最為重要的一大實驗證據。
Stern-Gerlach實驗的巧妙之處在於，這一類型的雙態系統是涉及經典力學最少（原子的經典軌跡）而涉及量子力學最多（自旋、觀測、非對易可觀測量）的系統。
該實驗將一束銀原子自右向左通過在豎直方向（z方向）上梯度很大的不均勻磁場並打在左側屏上發出熒光。銀原子整體的角動量僅來自於它的一個電子的自旋角動量，而且原子的質量足夠大以致於其運動軌跡完全可以看作經典軌道。原子的磁矩和它的角動量成正比且方向相同。
在這個不均勻磁場中，原子會受到豎直方向上的力
。（所以這一實驗也用於測量原子磁矩）
現在問題來了，按照經典理論，由於這些銀原子中磁矩分布在各個方向的原子占的比例都應該是一樣的（原子足夠多），那麼實驗現象應該是如圖在左側屏上的一條豎線（classical prediction）。
然而，實驗結果卻是發現，屏上只有上下兩個亮斑。這是因為實驗儀器的磁場對自旋角動量作了觀測，導致角動量坍縮到了自旋向上或者自旋向下的態上，即或
。所有坍縮到了自旋向上的態的銀原子都在磁場作用下向下運動，最終打在屏的下部形成一個亮斑；而所有坍縮到了自旋向下的態的銀原子則都打在了屏的上部。
補充：好多人說不理解我再解釋一下。。這裡可以理解為，按照經典力學的觀點，觀測不會影響角動量（加不均勻磁場就是觀測），那麼因為發射出來原子的角動量分布是各向同性的，所以對於某個銀原子，S_z可能是-S到+S間的任何一個值。而豎直方向受力與S_z大小成正比，所以經典預言是屏上形成一條亮線。而事實上觀測是會改變角動量的，會使得角動量的S_z分量量子化（量子力學嘛），只能取+S和-S兩個值。（我好像只是把上面說的重複了一遍）
這個實驗還有更厲害的升級版本，叫Sequential Stern-Gerlach實驗。
這個升級版的Sequential Stern-Gerlach實驗證實了在量子力學裡，角動量的兩個不同方向 和
不能同時確定（不對易）。
在圖中的(c)實驗中，實驗者先將銀原子通過磁場梯度在z方向（豎直方向）的SG實驗儀器，那麼如前文所述，原子束會分裂為上下兩束。我們遮住自旋為下（ ）的那束，令自旋向上（
）的原子束通過磁場梯度為x方向（水平方向）的SG實驗儀器，圖中(b)實驗的結果告訴我們，原子束再次分裂為
和
兩束，而且兩束強度相等（也就是原子數目相等）。
那麼問題又來了，如果我們再次遮住其中一束，只令另一束比如 這一束通過，那麼這一束是否是同時具有
與
的特徵呢？
然而圖中(c)的實驗結果告訴我們，我們將這樣的原子束流通過z方向SG儀器後，再次得到了 與
兩束原子束流。這意味著對x方向角動量的觀測破壞了z方向角動量的狀態信息，即角動量的兩個不同方向
和
不能同時確定。
參考資料：
Sakurai, J. J., and R. L. Liboff. Modern Quantum Mechanics. 世界圖書出版公司北京公司, 2011.
我覺得20世紀的物理學，最體現人類智慧之光的實驗是電子衍射實驗。其不但體現在實驗上，更體現了理論學家的驚人的洞察力和應變力。
大約在1923年，得布羅意最先大膽得意識到粒子也是一種波，並在博士期間發表了三篇短文關於物質波的猜想。之後在博士論文中全面闡述了物質波理論及其應用（網路上，甚至某些課上流傳的得布羅意的論文只有一頁紙，那是胡說八道。他的博士論文有下載的，有100多頁呢）。可惜在論文中沒有涉及任何的驗證實驗，純粹是邏輯推理。
在當時論文答辯會上，針對物質波思想，佩蘭問德布羅意：有沒有辦法驗證這一觀點？他立刻回答：「通過電子在晶體上的衍射實驗，應當有可能觀察到這種假定的波動 的效應。」 我是在量子力學課上聽老師講到這一節，當時就覺得簡直太牛逼了。那個時候有一些X射線衍射實驗，但是把電子作為一種波，然後估算波長，用晶格作為干涉體。在答辯時能把這些聯繫起來，簡直是神了。
3年後的1927年，美國物理學家戴維孫和英國物理學家G.P.湯姆孫分別發現了晶體的電子衍射，完全證實了電子的波性。
戴維孫-革末的實驗裝置本身就極其精巧。整套裝置僅長5英寸、高2英寸，密封在玻 璃泡里，並達到了那個時代的高真空度達10^-8 torr。一個電子槍連續地射出一束電子，電子經過54V的平行板的加速，給予了它們動能以直角角度，入射在一個鎳晶體（垂直於晶體的表面）。在與鎳晶體碰撞後，電子會朝各個方向散射出去。散射電子用一雙層的法拉第桶收集，送到電流計測量。收集器內外兩層之間用石英絕緣，加有反向電壓過濾，以阻止經過非彈性碰撞的電子進入收集器；收集器可沿軌道轉動，使散射角在 20°～90°的範圍內改變。 這樣就可以測量出來電子的散射強度與散射角度的數據關係。在散射角度為50度的方向，戴維森與革末發現散射強度特別顯著。通過布拉格方程
，可以得到電子的波長並轉化成電子的能量。考慮了晶體的折射率後，和得布羅意公式符合得很好。
實驗視圖如上。
之後的湯姆遜多晶金薄膜衍射實驗以及雙縫干涉實驗也都完美的展現了電子波動性，漂亮。
在量子力學建立的過程中，每一個進步都是極其令人激動的！那些大膽的物理學家們在人類知識的邊緣直接邁出了一大步，指向了未來的發展方向。
必須是第六屆索爾維會議愛因斯坦和玻爾的光箱實驗啊！
會議開始，
愛因斯坦假定：一個密封的、帶機關的盒子里有若干光子，同時有理想精確的時鐘和秤。實驗開始：首先用秤測量盒子質量一次並記錄，然後用時鐘在Δt時間內釋放1個光子，時間Δt記錄確定，而此時因為箱子里少了一個光子，則箱子總體的質量輕了Δm，將Δm帶入公認的質量能量方程E=MC^2，就會得出精確的能量ΔE。此時能量ΔE和時間Δt都確定，說明玻爾和海森堡的ΔE×Δt&>h/2π不成立,即通過兩個值的確定來證明量子力學的測不準原理失效。
第二天，
波爾表示：老哥你考慮你自家的廣義相對論和紅移了么？
好，一個光子跑了，箱子輕了△m。我們怎麼測量這個△m呢？用一個彈簧稱，設置一個零點，然後看箱子位移了多少。假設位移為△q吧，這樣箱子就在引力場中移動了△q的距離，但根據廣義相對論的紅移效應，這樣的話時間的快慢也要隨之改變相應的△T。可以根據公式計算出：△T&>h/△mc2。再代以質能公式△E=△mc2，則得到最終的結果，這結果是如此眼熟：△T△E&>h [1]
愛因斯坦捂著臉。第六屆索爾維會議，雖然大家說不搞量子力學，但最後還是哥本哈根學派大獲全勝。愛因斯坦鼓搗了三年的實驗，玻爾一夜破陣。
感謝Ricci Flow提供的摘錄
Ref.
[1] 曹天元《上帝擲骰子嗎？》
巴斯德曲頸瓶實驗。
在巴斯德之前，很多人認為微生物是自然發生的。通俗說就是讓肉湯變質的微生物是肉湯自己長出來的。而巴斯德認為，應該是自然界本身存在的微生物讓肉湯變質了。
如果採取簡單環境隔絕手段顯然是說服不了自然發生論者的，他們會說空氣不流通就不具備發生條件。
於是巴斯德使用了一個簡單的曲頸瓶，既保證透氣，又保證樣本不被污染/
巴斯德的實驗徹底否定了自然發生學說並從此建立了病原學說,推動了微生物學的發展.
傅科擺
通過這樣一個簡單的裝置，證明了地球在自轉
具體【以下摘自百度百科】
為了證明地球在自轉，法國物理學家傅科（1819—1868）於1851年做了一次成功的擺動實驗，傅科擺由此而得名。實驗在法國巴黎先賢祠最高的圓頂下方進行，擺長67米，擺錘重28公斤，懸掛 點經過特殊設計使摩擦減少到最低限度。這種擺慣性和動量大，因而基本不受地球自轉影響而自行擺動，並且擺動時間很長。在傅科擺試驗中，人們看到，擺動過程中擺動平面沿順時針方向緩緩轉動，擺動方向不斷變化。分析這種現象，擺在擺動平面方向上並沒有受到外力作用，按照慣性定律，擺動的空間方向不會改變，因而可知，這種擺動方向的變化，是由於觀察者所在的地球沿著逆時針方向轉動的結果，地球上的觀察者看到相對運動現象，從而有力地證明了地球是在自轉。
傅科擺放置的位置不同，擺動情況也不同。在北半球時，擺動平面順時針轉動；在南半球時，擺動平面逆時針轉動。而且緯度越高，轉動速度越快，在赤道上的擺幾乎不轉動，在兩極極點旋轉一周的周期則為一恆星日（23小時56分4秒），簡單計算中可視為24小時。傅科擺擺動平面偏轉的角度可用公式θ°=15°tsinφ來求，單位是度。式中φ代表當地地理緯度，t為偏轉所用的時間，用小時作單位，因為地球自轉角速度1小時等於15°，所以，為了換算，公式中乘以15°。
它的原理
傅科的這個擺的是一個演示地球自轉的實驗。這種擺也因此被命名為「傅科擺」。傅科擺為什麼能夠演示出地球自轉呢？簡單的說，因為慣性。
通常，我們說「地球具有自轉」的時候，我們並沒有明確出它到底相對於什麼自轉。這是一個非常重要的問題，如果沒有參照物，談論運動是不可想像的。還沒有辦法在空間中打上一根釘子作為絕對的參照物，因此，我們只能依靠較遠的、看起來似乎是靜止的天體作為參照物。事實上，那些天體也絕不是「空間中的釘子」，只不過因為它們實在太遙遠了，我們不妨——事實上恐怕也是唯一的選擇——把它們作為參照物。以遙遠的恆星作為參照物，一個物體不受外力作用的時候，將一直保持它的運動狀態。這也是牛頓第一定律的內容。
擺是一種很有趣的裝置。給擺一個恰當的起始作用，它就會一直沿著某一方向，或者說某一平面運動。如果擺的擺角小於5度的話，(高中物理書允許在10°之內)擺錘甚至可以視為做一維運動的諧振子。
如果把傅科擺放置赤道上呢？那樣的話，我們將觀察不到任何轉動。把擺錘的運動看做一維諧振（單擺），由於它的運動方向與地軸平行，而地軸相對遙遠的恆星是靜止的，所以我們觀測不到傅科擺相對地面的轉動。
在把傅科擺移回巴黎。擺錘的運動可以分解為沿地軸方向的和與之垂直方向上的兩個分運動。後者會產生相對地面的旋轉（正如北極的傅科擺）。這兩個分運動合成的結果是，從地面上的人看來，傅科擺以某種角速度緩慢的旋轉——介於傅科擺在北極和赤道的角速度之間。（也可以從科里奧利力的角度解釋，得出的結論是一樣的）如果在北極的觀測到傅科擺旋轉一周的時間是A（A=24h），那麼在任意緯度γ上，傅科擺旋轉一周所需的時間是A/sinγ。對於巴黎，這個數字是31.8小時。
宇宙暗物質探測需要非常低的背景輻射，我之前有一篇回答介紹過中國的暗物質實驗室，設置在幾千米岩石下面，目的是儘可能減少宇宙射線干擾。
世界上最安全的地方在哪？ - 馬前卒的回答 - 知乎
在解決宇宙射線問題後，下一個問題就是搭建實驗室的材料。鑒於人類目前的材料水平，足夠大的實驗室免不了要用鋼材，而冶鍊鋼材需要氧，氧取自地球大氣——問題來了，1945年以來，人類在大氣層中進行了幾百次核爆炸，拋射了大量的鈷60等放射性元素，改變了大氣的輻射背景。結果是50年代以來新冶煉的鋼材免不了帶有一定的放射性。這個放射性雖然不足以影響人類健康，但在暗物質檢測這種精密測量中，對實驗就有顯著影響了——觀測器里數百公斤的液氙，每天可能只有幾個原子和暗物質相互作用，稍有干擾就被會淹沒掉。
為了搭建低輻射實驗室，為了給觀測器提供低輻射包裹材料，科學家們盯上了兩次世界大戰的沉沒軍艦，乃至古代的沉船。這些金屬材料被冶煉的時間夠早，倖免於大氣核試驗，輻射量夠低。人類因此能繼續推進暗物質研究。應該說科學家們也是機關算盡，才「巧妙」地解決了這個問題。
上圖為德弗林格爾號，德弗林格爾級戰列巡洋艦首艦。該艦1918年隨德國公海艦隊向協約國投降，之後被扣押在斯卡帕灣。因協約國開出的處置條件苛刻，它與全部被扣的52艘軍艦在1919年的「彩虹行動」中自沉。德弗林格爾號1939年被打撈出水並拆解。一個插曲是核能時代來臨後，沉在斯卡帕灣里這些德國軍艦因屬於低背景輻射鋼，成了製造對輻射敏感實驗裝置的絕佳原料。
當然，反過來說，人類對環境的破壞已經到了這樣的地步，整個地球竟然找不到一處「潔凈」的大氣，必須靠古董材料維持科技進步。21世紀的人類對自己的未來可要多留點心……
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眾所周知，法國化學家拉瓦錫通過大量巧妙的實驗推翻了以燃素學說為代表的舊化學體系，明確了氧氣在燃燒中的作用，發起了影響深遠的化學革命。這裡提一下這位近代化學之父的一些經典實驗。
1. 發現並製取氧氣
18世紀時，化學家對於物質的燃燒過程並不很清楚，根據當時普遍流行的燃素理論：當物質燃燒時會失去一種無重量或幾乎無重量的物質，叫做燃素。1774年，拉瓦錫做了鍛燒金屬的實驗。他將已知重量的錫放入曲頸瓶中，密封后稱其總重量。然後經過充分加熱使錫灰化（就是變成氧化錫）。待冷卻後，稱其總重量，確認其總重量沒有變化。之後在曲頸瓶上穿一小孔，發現瓶外空氣帶著響聲急急衝進瓶內，再稱其總重量和金屬灰的重量，發現總重量增加的值恰好等於錫變成錫灰後的增重。拉瓦錫又對鉛、鐵等金屬進行了同樣的鍛燒實驗，得到相同的結論。由此拉瓦錫認為燃燒金屬的增重是金屬與空氣的一部分相結合的結果，否定了波義耳的火微粒之說，也對燃素說也提出了質疑。
後來，拉瓦錫通過改進的實驗裝置做了著名的鐘罩實驗（如下圖，該圖片展示了拉瓦錫1789年著作《化學基本論述》中的實驗裝置）。
拉瓦錫把水銀放入一個曲頸長彎嘴瓶，瓶嘴的一端通過水銀槽與一個玻璃鐘罩相通(鐘罩內是空氣)，然後用炭火連續對曲頸瓶加熱12個晝夜。之後瓶里產生了紅色粉末(氧化汞)，而鐘罩里的空氣少了約五分之一。拉瓦錫用燃燒著的木片伸進鐘罩里，發現火焰馬上熄滅。實驗說明，鐘罩里消失的1/5 氣體，在燃燒時已被曲頸瓶吸收過去，將水銀變成了紅色粉末(氧化汞)。接著拉瓦錫稱了紅色粉末的重量，又再放回曲頸瓶中，同時排出了鐘罩里所有的氣體，然後用一塊凸透鏡聚集陽光加熱瓶里的紅色粉末，結果紅色粉末開始放出氣體(氧化汞分解)，通過長彎嘴進入鐘罩。這樣，拉瓦錫收集到了一種支持燃燒的氣體，而且他發現紅色粉末釋放的氣體體積與之前鐘罩里消失的氣體體積相同。
在1777年的《燃燒概論》和1778年的《酸性概論》中，拉瓦錫正式闡釋了自己的氧化學說。他將這種約佔空氣體積五分之一的氣體命名為氧氣，並認為燃燒是物質和空氣中氧氣反應的結果。
2. 確定水的元素組成實驗
上圖展示的是拉瓦錫1789年著作《化學基本論述》中研究水蒸氣在高溫下與鐵發生反應進而確定水的元素組成的實驗裝置（按原始插圖重繪）。上圖最右側的曲頸瓶中裝有蒸餾水。加熱曲頸瓶使其內部的水沸騰。來自曲頸瓶的水蒸氣首先經過一根被燒得紅熱的長玻璃管，玻璃管中裝有螺旋形的鐵片。在高溫下，水蒸氣與鐵片發生反應，生成氫氣和氧化鐵黑（四氧化三鐵）。經過長玻璃管後，氣體通過螺旋形的冷凝管。沒有參加反應的水蒸氣被冷凝成液態水，由冷凝管下方的小瓶收集；而反應生成的氫氣在左側水槽上被玻璃鐘罩收集。鐵片增加的重量來自於參與反應水蒸氣中的氧。實驗成功的標準是測定的氫氧總質量等於參與反應的水的質量（曲頸瓶減少的質量減去收集瓶增加的質量）。通過這個實驗，拉瓦錫證明了水並不是一種元素，而是由氫氧兩種元素組成的化合物，並確定了水中氫氧兩元素的質量百分比。
拉瓦錫還做過很多設計巧妙的實驗，這裡不再一一列舉了。
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偏一下題，說一下傳說中的斷頭眨眼實驗。
拉瓦錫是法國貴族，富裕的家境和工作上優渥的收入使他得以建立一個當時歐洲一流的私人科學實驗室。不過拉瓦錫萬萬也沒想到，法國大革命爆發後，在激進的革命黨人的眼中，拉瓦錫所在的稅務機關是不可原諒的舊制度的象徵，是首要清算鬥爭的對象。1794年，拉瓦錫被判死刑。當拉瓦錫向人民法庭請求寬限幾天執刑，以便整理自己的化學實驗結果時，在當時過激的革命狀態下得到如是回答：「共和國不需要學者！」
據說在斷頭台上，拉瓦錫作了平生最後一項實驗。當時有人爭論斷頭機行刑時人在身首分離後還能存活多久，於是拉瓦錫答應在鍘刀落下後盡量眨眼。1794年5月8日，行刑後的劊子手提起這顆偉大的頭顱計數，說拉瓦錫至少眨了十一下眼。
當然這個實驗可能只是一個傳說，但這位化學家的悲劇命運確實讓人扼腕嘆息。當拉瓦錫的頭被革命黨人砍下後，法國數學家拉格朗日痛心地說：「他們只一瞬間就砍下了這顆頭，但再過一百年也找不到像他那樣傑出的腦袋了。」 （Il ne leur a fallu qu"un moment pour faire tomber cette tête, et cent années, peut-être, ne suffiront pas pour en reproduire une semblable.）
評論里@陳博衍 同學給了紀錄片出處，大家有興趣去看看。知乎er們的求真態度令我對自己的答案很慚愧，是我不夠嚴謹，沒有最初就給出出處
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有同學提醒我說這應該是一場研討會，不是新聞發布會，大家有興趣自己查查吧，我是記不清了
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1986年美國挑戰者號飛機失事的之後，7名宇航員全部遇難，人們感到震驚的同時，更對美國政府企圖施以伎倆將失敗的根本原因掩飾過去而憤怒無比。
於是，費曼在一次新聞發布會上，他做了一個簡單的小實驗：
很明顯，根本原因顯然是這枚O型環失去材料彈性，直接導致了無法填補助推器之間的空間，從而造成了最終的燃料泄露，飛行員們成為了這個美國政府嘴裡「小失誤」的犧牲品。
費曼說：
For a successful technology， reality must take precedence over public relations,for nature cannot be fooled.
-----譯為：
對於一個成功的技術，現實必須比公共關係置於優先的地位，因為大自然永遠不會被愚弄。
能力越強，責任越大，這應該是每一個科研工作者所秉持的理念
（沒找到合適的圖，在百度里找了一張@蛋蛋姐 酷玩實驗的圖）
說個思想實驗吧，這應該算是人類第一次用邏輯來反駁謬誤。
伽俐略反駁亞里士多德重物比輕物落得快：
存在重物和輕物。假設從同一高度同時釋放時，重物先到地面。那麼將重物與輕物捆起來從同一個高度再次釋放，由於輕的物體下落速度慢，那麼將會導致重的物體被拖慢，最終這個物體下落速度將比重物單獨下落慢。但是重物和輕物的總重比重物還要大。
推出了矛盾。
當然是卡文迪許的扭秤實驗測量引力常量啦
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感謝知友@12313的質疑，感謝知友@汪清 提供了可供參考的文章。答案見正文底部。
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正文
科學發展早期，由於人類觀察手段落後，無法觀察測量一些很微小的量。
而扭秤實驗的妙處就在於將這個微小的量進行兩次放大
圖1.（圖片來自網路，侵刪）
當年卡文迪許將一個長6英尺的木棒吊在一根金屬絲上，再將其兩邊繫上小球，再將兩個350磅的大球分別放在離小球很近的地方（可能有表述不清，詳情見上圖）在木棒中間固定一面小平面鏡，將入射光線反射到遠處的刻度尺上。使大球接近小球.再觀察木棒和反射光點在刻度尺上的移動。為了排除空氣湍流的干擾，卡文迪許將裝置安裝在不通風的房間內，在室外用望遠鏡觀察力矩變化。（此實驗需要單一電光源，最好使用激光發射器作為入射光源。而卡文迪許當年使用的光源似乎已經無法考證。而對於觀察光點移動來言，只需觀察光電在刻度尺上的對比原刻度的變化即可。）
為了便於理解，我在這裡添加一張我們教材上的關於這個實驗的示意圖：
圖2.
圖3.
（ 出自 &
怕是說不清楚所以上張課本的圖…
圖4.
這個實驗的妙處在於兩次放大微小的量。一是通過較長的力臂可以產生較大的力矩。二是平面鏡角度的變化在遠方的刻度尺上的光點會有較大尺度的移動。
http://m.ku6.com/show/Ph7bhd1N1WjNrJhOmLDBeQ...html （這裡是此試驗的視頻）
當然實際上測出來這個值的確很小(●°u°●) 」
萬有引力常量約為G=6.67259x10^-11 (N·m^2 /kg^2)
您那麼瘦質量那麼小 手機質量也小
這個值也那麼小QwQ
您手指和贊按鈕之間的引力也那麼小(●°u°●) 」
可架不住我的答案質量大啊(●°u°●) 」
都是高中知識啦，有問題希望能指出但求輕噴QAQ
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關於卡文迪許並未完成此實驗的回答：在那篇文章中，其意思大概為：1.扭秤實驗裝置並非卡文迪許本人所製作，而是米切爾所設計。2.卡文迪許拿到裝置後的目的並非測量引力常量而是計算當下在科學界熱門的地球質量與密度。3.卡文迪許的確使用此裝置測量出了了地球的密度（文章中並沒有提到卡文迪許測量地球質量的結果）4.卡文迪許所觀測的數據已經齊備，可以直接計算出引力常量。5.後人拿著卡文迪許得出的數據計算出引力常量之後為了紀念他的偉大便還將這一頭銜授予卡文迪許。
我認為：既然卡文迪許計算出了地球密度就意味著他一定得出了引力常量，推斷過程如下：
首先，卡文迪許用於計算地球密度的公式是：M=ρV
即：ρ=M/v
球體體積公式為：V=4/3πR3
而當時計算地球的質量的方法只有兩種：
1. F引=GMm/R2 即：mg=GMm/R2
將公式整理為求地球重力的表達式為：M=gR/G
2. F引=GMm/R2=mR4π2
得：M=4π2R2/GT2
則計算地球密度的公式則為：
1.ρ=gR2/G/（4/3πR3 ）=g/(4/3πRG)
2.ρ=4π2R2/GT2/（4/3πR3 ）=3π/RGT2
而兩個公式都需要引力常量才能進行計算。所以卡文迪許得出地球密度的前提一定是已經得出了引力常量的值。
以上均為由個人的單方面考證得出的推論結果，可能存在各方面漏洞，不一定是客觀事實，只代表個人的認知觀點。
@汪清 @12312
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1.感謝知友@陳英雄 在評論里的提議 這裡應其 將350磅的"小球"處的"小球" 改為"大球" 使其符合圖示—2017/3/6
2.添加知友@太行山的獅子在評論中關於光源和對光的移動的觀測的疑問—2017/3/6（感謝@太行山的獅子的寶貴意見）
3.添加知友@Brevoy的關於空氣流動影響的疑問（感謝@Brevoy的意見）同時也感謝知友@坑人的散漫性格提供的解答。（經我在網路上的考證，的確是有這樣的說法）—2017/3/6
4.感謝知友@高橘子在評論中指出的關於光源的問題。經我查閱，事實的確如此，激光的發現和發明均在卡文迪許的扭秤實驗之後。—2017/3/7
5.感謝知友 @汪清 的幫助，在知友 @12312 的疑問上增加論據。—2017/3/9
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2017/3/6修改: 1.在原文中添加 「為了排除空氣湍流的干擾，卡文迪許將裝置安裝在不通風的房間內，在室外用望遠鏡觀察力矩變化。（此實驗需要單一電光源，而當年卡文迪許的確也是應用如此，使用激光進行試驗。而對於觀察光點移動來言，只需觀察光電在刻度尺上的對比原刻度的變化即可。）」 2.將350磅的"小球" 處的"小球" 改為"大球"。 3.添加視頻鏈接：http://m.ku6.com/show/Ph7bhd1N1WjNrJhOmLDBeQ...html
2017/3/8修改: 1.將原文中「此實驗需要單一電光源，而當年卡文迪許的確也是應用如此，使用激光進行試驗。」改為「此實驗需要單一電光源，最好使用激光發射器作為入射光源。」 2.添加圖2.圖3.和圖4.以及其注釋。
2017/3/9修改： 1.添加關於卡文迪許未完成實驗的問題的論述。
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圖1.出自百度百科「卡文迪許扭秤實驗」詞條首頁
圖2.3.4.出自 &
有不少人表示這法子沒用，因為現在人都比較懶，看到了不屬於自己的信基本都是扔一邊。但是要注意這個研究是70年代的，那個時候，信件依然是主要的通信方式。而且美國的郵箱除了收信區以外，通常都有退信區和寄信區，要退回/寄出的信放在那裡，只要郵資夠了，郵遞員來的時候就會取走，不需要專門跑到郵遞點一趟。
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基本都是物理和生物實驗。我來說一個心理學/社會科學實驗吧。
有很多人在生活中是隱瞞了自己的真實社會傾向的，包括未出櫃的同性戀，大都市中的川普支持者等。在調查研究中如何估計出這部分群體的大小是個很重要的課題，如果失誤了哪怕是希拉里都要失敗。但是這些真實傾向的敏感性決定了研究者不可能如某國一樣上街頭做大規模問卷調查逮著路人問「你支持我們領導人的決定嗎？」嗯，我在說土耳其。
於是在70年代初 Stanley Milgram 設計了一種很聰明的實驗方案。他的研究組往居民信箱里放了很多看起來是投遞錯誤的信，這些信「本應該」寄給某個社會團體。如果查信箱的人心裡並不反感這個團體，他/她更有可能將信重新投遞至「正確地址」，也就是研究組預先準備的信箱。反之則這封信就更有可能進入垃圾箱再也不出現了。在無意之中，受試者就表達了自己的社會傾向。統計這個社會團體的信重新投遞的比例，就可以推算出它的支持率。而且這個方法可以進一步細化。
巴甫洛夫的假飼實驗： 「在實驗台上，在帶瘺管的狗面前擺著一個食盤，飢餓的狗狼吞虎咽地吃了起來，可是咽下去的食物半路上從食管切口處掉了出來，又落在食盤裡。狗雖然不停地吃，胃卻始終大唱「空城計」。有趣的是，食物雖然沒有進入胃裡，但狗的嘴巴一動，一咀嚼食物，胃就開始分泌胃液，因為胃內沒有雜物，透明純凈的胃液就從胃部瘺管中一滴一滴地流入外面接著的試管里。 」
由此證明了大腦支配著身體的活動，並以這個出發最終發現了條件反射。
以上來自於百度，中學的時候貌似也學過一點。
並不是學生物的，只是在看到這個實驗的時候就覺得好有想像力，設計的也很巧妙。
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忽然看到400多贊了，寫這個答案之前完全沒想到，然後看完了評論區二百多條評論的我如下圖
這個問題的tag是
啊。。。。。這都能。。。。
我這真的是答題啊，沒下鉤也沒放餌。。。
邁克爾遜—莫雷實驗
邁克爾遜干涉儀是非常精巧的設計，雖然當年我做這個實驗的時候眼睛都要做瞎了
在邁克爾遜的年代，光的干涉已經是被廣泛接受的現實
邁克爾遜干涉儀的精巧設計在於，使得發生干涉的兩束光分開來
可以方便地調節光程差，而且對其中一束光施加影響（比如改變光程）時不會對另一束光產生影響
邁克爾遜由此獲得了1907年諾貝爾物理學獎
邁克爾遜—莫雷實驗是狹義相對論的假設之一「光速不變」的實驗基礎
最近LIGO發現的引力波也是通過邁克爾遜干涉儀發現的，只不過所用的電磁波的頻率低得多
測量光的速度，真的非常巧妙
上面有三張圖對不對，第一張是測量光速第一人，伽利略，他和助手分別站在兩山上，當一人打開燈後立即計時，另一人看到燈亮後打開自己的燈，計時的人看到另一燈亮後停止計時，並利用兩山距離計算光速
但這並沒有成功，為什麼呢?因為光太快了，300000000m/s這是個什麼概念?就是一秒鐘繞赤道7圈，所以伽利略最終也沒有算出來
後來人們設計了圖三這一巧妙的方法找兩個相同的齒輪，放在一條線上，再打一束光，光在齒輪靜止時可以打通，讓後讓電機帶動兩個齒輪同步轉動，試想，由於一束光（或光子）很快，且齒輪同步轉動，因此如果轉的很慢，那就在齒輪間隙中透過去，齒輪中透不過去，很有規律的一名一滅，但如果轉速加快，讓一光子先通過第一個齒輪間隙，在到下一個齒輪的過程中齒輪恰好轉了半個－由間隙轉到齒輪，然後發生什麼－光被擋住了，然後呢－人看到就不在是一閃一閃，二十完全看不到光了，這時候再根據齒輪轉速推導出來就可以了
是不是很巧妙？
那麼圖二是什麼?
圖二是伽利略失敗方法的衍生物：1675年，丹麥科學家雷默根據伽利略觀察天空繪製的星表找到了木星的衛星，他驚訝地發現木星衛星蝕時，衛星消失在木星陰影裡間隔不同，而這與地木距離存在明顯數學關係，他意識到這不是衛星運動不規律，而是光的傳播時間長短產生的從而推算出近代早期比較精確的光速
ps：選自G·伽莫夫《從一到無窮大》科學出版社，暴永寧譯
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哎呀我好激動啊~這好像這是我第四次寫回答就有這麼多贊200多哎(≧▽≦)/開心開心hahaha
言歸正傳，我看到評論區有人不太理解那個圖二和圖三，我再補個圖，還是不理解可以再問
如圖
這是解釋圖三的，真正這個實驗和我上面描述的不太一樣，當初我不想解釋的那麼多，那麼冗長，就too yang的以為自己能改得簡單點，那麼原來實驗的不同之處在哪裡呢？就是齒輪的初始位置是錯開的（注意看補圖的藍色虛線）這樣的結果是什麼？就是光線（橘黃線）要麼被1齒輪擋住，要麼被2齒輪擋住，這樣倘若一小段光線成功從1齒輪縫隙穿過，在到達2齒輪的過程中2有恰好從光線必經之路上的有齒輪轉到沒齒輪，屏幕上就會有一個亮點
補圖二
這是解釋原圖二的（我知道天體比例失衡，軌道畫的也有問題）第一次行星位置為實線，第二次隨著時間推移，行星在虛線位置。首先觀察一位置（實線）當木星擋住衛星的一束光線穿過茫茫宇宙，映入地球上人類的眼睛，走過的距離是L2，經過一段時間，衛星再一次到相對木星同意位置後，木星和地球運動到虛線位置，此時木星擋住衛星的光線就要走過L1+L2+L3的距離，因此時間也會改變，再根據實驗數據和幾個方程就可以算出來了
為什麼大家都說的是物理學方面的實驗，科學史不止包含物理呀。
我看到這個問題首先想到的是孟德爾的豌豆實驗，這個在高中生物課本裡面是最重要內容之一了吧。
- 區分外形：孟德爾首先注意到豌豆有高莖和矮莖並且由此入手開始了研究。
- 篩選純種：孟德爾將高莖的豌豆種子收集起來進行了培植，又將培育出來的植株中的矮莖剔除而將高莖篩選出來，留下的高莖種子〈又稱第一子代，以此列推〉第二年再播種培植，如此重複篩選幾年，最終種下的種子完全都能長成高莖。以同樣的手段，經多年努力又篩選出了絕對長成低莖的種子。
- 顯性法則的發現：孟德爾將高莖種子培育成的植株的花朵上，受以矮莖種子培育成的植株的花粉。與此相反，在矮莖植株的花朵上受以高莖植株的花粉。兩者培育出來的下一代都是高莖品種。
- 分離定律的發現：接下來孟德爾將這批高莖品種的種子再進行培植，第二年收穫的植株中，高矮莖均有出現，高莖：矮莖兩者比例約為3:1。孟德爾除了對豌豆莖高以外，還根據豌豆種子的表皮是光滑還是含有皺紋等幾種不同的特徵指標進行了實驗。得到了類似的結果，表皮光滑的豆子與皺紋豆子雜交後，次年收穫的種子均為光滑表皮。將下一代的種子再進行播種，下一年得到了光滑表皮與皺紋表皮兩種，比例也為3:1。此外孟德爾還針對種子顏色黃綠兩色作為區別標準進行了雜交試驗也得出了同樣的結果。
- 獨立分配定律的發現：孟德爾將豌豆高矮莖，有無皺紋等包含多項特徵的種子雜交，發現種子各自的特點的遺傳方式沒有相互影響，每一項特徵都符合顯性原則以及分離定律，這被稱為獨立分配定律。另外值得一提的是在孟德爾死後，發現這一定律只在一定的條件下方能成立。
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