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'''사고 실험'''(思考實驗,; {{llang|de|Gedankenexperiment|게당켄엑스페리멘트}}; {{llang|en|thought experiment|소트 익스페리먼트}})은 사물의 실체나 개념을 이해하기 위해 가상의 시나리오를 이용하는 것이다. 가상의 시나리오가 어떻게 동작할지 생각하는 선험적({{llang|la|a priori}}) 방법이므로 관찰이나 실험을 통한 경험적({{llang|en|empirical}}) 방법과 대비된다. 사고실험이라는사고 용어는실험이라는 독일어용어는 ‘Gedankenexperiment’에서독일어에서 유래하였고, 이 용어는 [[에른스트 마흐]]가 만들었다.
 
사고 실험은 [[철학]]과 [[물리학]]이외에 많은 분야에서 사용한다. 기록으로 남은 가장 오래된 사고실험은 [[고대 그리스]] 시대 [[소크라테스]] 이전의 철학자들이 철학과 관련된 문제에 최초로 사용한 것으로 알려졌다. 물리학등의 분야에서는 19세기와 20세기에 유명한 사고실험이 있었다. 물론 [[갈릴레오 갈릴레이]]의 사고실험과 같이 이보다 훨씬 앞선 물리학 분야의 사고실험도 있었다.