跟傳統科學哲學一樣，生物學哲學最早是從關心「理論」（theories）開始的，生物學最早也最常被拿出來討論的理論是演化論，甚至有一段時間，只要提到生物學哲學，就等於是在講「演化論的哲學」（the philosophy of evolutionary theory），好像演化論涵蓋了所有生物學，而實質討論的問題如：「物種」（species）概念是什麼樣的概念，其本質是什麼等問題。
在1960年到1990年這段期間，較主流的哲學討論是化約論，也就是爭論古典遺傳學是否能被化約至分子遺傳學。90年代後，生物學哲學家則開始把哲學目光朝向生物學其他領域，如細胞生物學、分子生物學、免疫學、以及神經科學等，跟著也就開啟新的哲學議題（如Darden 1991; Burian 1992, 1997; Schaffner 1993; Bechtel and Richardson 1993; Rheinberger 1997）。由於這些領域都與實驗高度相關，因此連帶所引發的哲學討論也開始跟著實驗有關。
培根認為，真正有效的科學方法應該從最直接的觀察開始，而不是從前提假設開始。以經驗觀察作為建立知識的「最低基礎」（the lowest foundation）或新的起點（Bacon [1620]2000: 39）。在新科學方法裡，科學家必須盡可能地先搜集到與調查問題符合的相關事例（instances），放在「存在和出現表」（table of existence and presence）裡；接著，再盡可能地找出與相關事例相反（negatives）的事例，放在「差異表」（table of divergence）裡。例如研究者欲研究「熱的本質」是什麼，就必須先找出符合「熱」的事例，比如用某個透鏡把陽光匯聚在一個點上就會有熱產生，接著找與此相反的事例，也就是「一樣用透鏡匯聚陽光在某一點但不會有熱」的事例，例如用透鏡的邊緣來匯聚陽光，就不會有「熱」的感覺。此時科學家會好奇：為什麼一樣用透鏡匯聚陽光會有關於「熱」的相反結果？
不同的觀察結果使科學家想做實驗來調查差異到底來自何處？例如設計用各種樣式的凹、凸透鏡來匯聚陽光，然後測試在各個透鏡的各處（如中心、邊緣、各種距離）所得到的光的熱度為何。實際調查和測試如何的條件會產生哪些不同的結果。唯有經過這些實驗測試，科學家才會知道要把原屬於「存在和出現表」裡的選項排除掉，保留通過實驗測試的選項。如此，才開始真正建立熱的本質的理論。所以，列出存在出現表和差異表，看見差異是產生實驗動機的開始，而實驗是排除非本質內容的手段。唯有經過這些檢查過程所得到的自然知識，才算是獲得科學家的「認可」（authorisation），並且由此所建立起來的知識體系，才真正能提供科學解釋（Bacon [1620]2000: 130）。
培根時期的實驗哲學後，二十世紀邏輯經驗論對理論與實驗之間的關係也有所討論。基本上，邏輯經驗論認為實驗是為了驗證理論而存在，說得直接些，就是實驗是為了理論而服務。除了一般為了檢驗理論真假外，實驗也為競爭中的兩理論扮演仲裁的角色，也就是所謂的「判決實驗」（crucial experiments）②。然而，實驗資料如何具備作為證據的有效性，以及哲學家杜恩（Pierre Duhem）提出證據不足以決定理論等論旨，不僅使關鍵實驗的地位受到挑戰，也讓人開始思考究竟實驗之於科學活動本身扮演什麼角色。接著科哲家哈金（Ian Hacking）、馬攸（Deborah G. Mayo）、以及弗蘭克林（Allan Franklin）等人發展所謂的「新實驗主義」（New Experimentalism）③。
由於本文的主旨在於介紹生物學的實驗哲學，上述無論是培根的實驗哲學、邏輯經驗論、以及後來的新實驗主義，大都是以物理化學實驗為討論對象，較少談及生物學實驗，因此，我們不打算多做介紹關於它們的內容。儘管生物學實驗的哲學討論較少承襲傳統科學哲學早期的理論養分，但後來有些生物學史家的歷史研究，以及或多或少來自新實驗主義影響的「實作轉向」（practical turn），使得開始有一些生物學哲學家投入生物學實驗的哲學研究。
而這些研究中，有些是傳統科學哲學議題的延伸，如生物實驗的角色與目標為何，生物實驗不只是為了檢驗理論假說而已，它之於發現扮演何種積極的角色﹔以及，生物實驗中的因果推理為何（實驗實作合理性）﹔還有，科學家如何判斷實驗的人為誤差與真實資料的差距？他們如何排除外在因素、確定資料可靠性？也有些是因為生物學實驗而獨特產生的議題，如什麼是「實驗系統」（experimental systems）、以及什麼是「模式生物」（model organisms）。接下來，我們將慢慢介紹這些與「生物學中的實驗」有關的哲學議題。
① Bacon, Francis [1620](1960) The Novum Organon. New York: Bobbs-Merrill.《新工具論》書名是源自亞里斯多德的《工具論》（Organ）。
② 邏輯經驗論時期對實驗的觀點，西方文獻可參考Nagel, Ernst (1961), Experimental Laws and Theories. The Structure of Science, pp. 81-90; Popper, Karl (1959). The Logic of Scientific Discovery; Kuhn, Thomas (1977), Mathematical versus Experimental Traditions in the Development of Physical Science, pp. 31-65; Hanson (1965), Patterns of Discovery, Ch. 1 Observation。中文文獻可參考陳瑞麟，2012，《認知與評價：科學理論與實驗的動力學》之第二章〈從觀察到理論：經驗模型的媒介〉、第三章〈理論的檢驗與局部決定〉。
③ 新實驗主義時期對實驗的觀點，西方文獻可參考Hacking, Ian (1983), Representing and Intervening; Mayo, Deborah G. (1996), Error and the Growth of Experimental Knowledge; Franklin, Allan (1986), The Neglect of Experimemnt。
