我们承认受控实验方法的以上杰出优点，并不意味着实验方法是科学研究中获得现实世界信息的唯一途径。
由于各个不同学科研究对象的不同特点，环境、自变量和因变量三者，在很多情况下很可能是不能人工控制的。因变量从理论角度说应完全受制于自变量，因此自变量的可控性应当完全决定因变量的可控性。
一、难以人工控制
众所周知，即使在伽利略用斜面研究落体问题之前，第谷就对天体运行数据进行了大量的测量，他的助手开普勒根据这些测量数据得出了关于天体运行的开普勒三定律。天体的运行无论是其运行环境还是自变量，直到人造卫星出现之前，都是无法进行人工控制的。虽然第谷的天体测量并不能被归为受控实验，但显然无人会否认其完全科学的意义和价值。
天体运行系统因为远远超出人的控制能力而在技术上目前还无法控制。
有些系统虽然理论上人可以控制，但因控制的成本太高而难以按受控实验的要求进行。如，我们要研究一个国家的经济系统。理论上说一个国家的利率是可以人工控制的，并且也经常见到这么做。但你不可能像物理学的受控实验那样，随意去调整一个国家的利率，如从-100%一步步调整到200%，然后去测量它对加工业的影响。
也不能随意调整国家间的货币汇率，如美元与人民币汇率从1∶8一步步调整到1∶1，甚至币值达到10∶1，然后去测量它对中国GDP增长率的影响。这样做的结果可能会引起一个国家经济的巨大灾难，其成本难以承受。
二、受控实验数据的科学地位可能反而更低
某些学科有可能以实验方法进行研究，但实验方法获得的测量数据，其科学地位可能要低于直接从自然界获得的测量数据。
例如，水利工程的模型研究方法。可以在实验室建立模型，测量某个水坝长期运行的结果。模型研究方法拥有实验方法的所有优点，但模型测量的数据科学意义必然低于对实际水坝的测量数据。因为模型并不一定100%完全准确地表达自然界水坝研究对象的真实情况。
为验证大陆板块漂移学说，必须对全球大陆和海洋的板块进行实地的测量，并以此测量数据来验证相应理论的假设。理论上说，可以用实验室模型来模拟大陆板块漂移过程，但不能将实验室建立的模型测量数据直接用作最终证据。
在古生物学中，你只有去自然界寻找并发掘化石，对找到的化石进行测量，以此来验证生物进化的理论假设。虽然并非绝对排除实验方法的研究，但人工创造的化石，在一般情况下是肯定不能直接作为生物进化理论证据的。尽管在大自然四处寻找化石是一件效率很低，甚至带有很大运气成分的事情。
要研究地质学，地质学家们只能去自然界的各个地层实际挖掘采样，并对它们进行测量。你可以在实验室里制造出石头，但一般不能直接用它们作为地质学理论的证据。
地理学家只能对大自然的地理状况进行测量，实验方法很难应用。
同样，在产品研究过程中也普遍采用实验方法，但一个产品是否最终被接受，不仅要经过实验室测量的检验，最终还必须在实际使用环境中进行检验，才能确定其可接受性。
经济学领域的实验经济学也通过实验方法进行经济学研究。但是，即使实验经济学可以为某些课题获得一些实验研究结果，它们的测量结果的科学意义，必然低于直接从现实经济活动中获得的测量数据。
三、受控实验的对象与实际研究对象的等价性问题
如果把受控实验作为科学性的标准，事实上是假设了实验室中的研究对象与实际希望研究的对象是完全等价的。如自然界的氧气与实验室人工制造出的氧气，除了纯度等可能有所不同外，其化学性质应当是完全一样的。因此，在实验室研究的结果与自然界对象之间的性质是完全等价的。此时，实验研究是最适合的研究工具。
但是，如果研究对象本身就必然是自然界的某个客观对象，实验室的人工制造物就只能是一种对自然界对象的仿真，而不能完全等价。此时，就必须以对自然对象的直接测量数据为最终决定性的证据。
例如，即使我们在实验室中仿真出某一个地震带的模型系统，以此提升地震研究的成效，但它与现实地震带的实际对象之间不可能是完全等价的。因此，对该模型系统的测量数据，与对实际对象的测量数据相比，后者在反映现实上就更具权威性。
前述作为生物进化证据的化石、作为地质学证据的地质采样等，都是类似的。它们与实验室仿真对象不完全等价，前者比后者更具科学证据价值。
