20世纪初，一位名叫布拉茨的心理学家做了一项在今天看来既令人不可思议，又非常不道德的实验：布拉茨告诉志愿者说，他们要参加的一项实验目的很简单，就是研究一下人在15分钟内的心率变化。
每个志愿者都被蒙上双眼，并被绑在一把椅子上，用电线接上可监测脉搏、呼吸和皮肤感应电系数的仪器，而后让他们独自一人待上15分钟。在此期间，什么事情也没有发生。第二次、第三次仍然这样。在这期间，一些志愿者甚至睡着了。但在第四次的某个时候，布拉茨按动一个开关，使椅子突然向后倒下，直到倾斜60度时才被专门安放在椅子后面的机关给挡住。
结果，志愿者均表现出突然的快速和不规则心跳，甚至出现陡然的呼吸停止和急喘，同时皮肤释放出感应电流。所有人在报告中均称，他们体验到了什么叫惊恐和害怕。
这个实验验证了詹姆斯-朗格理论。詹姆斯-朗格理论认为，某项事实激发某个情绪，并因此产生出身体变化。比如，我们突然遭遇到猛兽会发抖，并由于发抖而感到害怕。也就是说，情绪反应发生在生理变化之后。
在许多年里，詹姆斯-朗格理论一直广为人们所接受。到20世纪20年代，新的生理测量方法终于问世，研究者得以更客观地测量詹姆斯仅凭主观臆断所得出的身体变化，旨在观察血压、脉博、出汗等受到自律神经系统（ANS）――大脑和脊髓之外的神经系统――制约的具体变化是如何与受试者所体验到的情绪发生关系的。
另一个著名的实验发生于20世纪20年代。心理学家卡尼？兰迪斯为了研究人们在严重的情绪混乱时的生理现象，竟然成功地劝说三位志愿者连续48小时不吃任何东西，并在最后连续36小时不睡觉。
他们被连接在监测血压和胸部扩张的仪器上，并吞进一只与小橡胶管连在一起的小气球以测量胃的收缩量。兰迪斯还将一个类似的装置插进志愿者的直肠里，然后对着一个可测量二氧化碳输出的仪器吹气或吸气，以确定代谢指标――在此期间，还要对他们进行一次电击，电击的强度以他们的忍受度为准，忍受极限是做出手势。
结果，电击使志愿者出现暂时性休克，血压上冲，脉搏加快，情绪紊乱，并使直肠停止收缩（胃收缩的数据前后不一致）。然而，虽然志愿者为科学而献身的精神值得敬佩，但这次实验却没有得出明确的结果。
尽管三位志愿者均说他们感觉到愤怒，但对相关的或可能引起这些变化的具体生理变化则没有或很少给予注意。兰迪斯所能发现的唯一生理反应是惊讶，而这是主观状态所经常拥有的反应。眼睛的眨动，复杂的面部-身体反应均发生于情绪意识之前，因此也符合詹姆斯-朗格理论。
然而，杰出的生理学家沃尔特？坎农却认为詹姆斯-朗格理论是完全错误的，并于1927年发表了一篇具有历史意义的论文，彻底否定了詹姆斯-朗格理论。在该文中，他提出了五种反驳詹姆斯-朗格理论的证据，其中三种颇令人信服：
情绪反应所需要的时间比内脏变化的时间更短，因此，它们应该发生于生理变化之前（尽管该结论基于实验室的证据，但我们只有在事故差点发生之后才会感到害怕，共同的经验是，心跳加快，感到无力，嘴里产生奇怪的味道等。）
与不同情绪关联的内脏反应各有不同，但它们的区别只是微乎其微。
坎农和英国生理学家C.S.谢林顿不约而同地做了同样的一个实验：通过外科手术将动物的内脏与交感神经系统切断，使所有与来自心脏、肺、胃、大肠或詹姆斯视之为情绪来源的其他内脏信息均与大脑中断联系。结果这些令人极度不安的手术对动物的情绪反应并没有产生任何影响：在谢林顿那只实验狗身上，它受到挑衅时所表现出来的愤怒、敌视、厌恶及害怕程度跟以前毫无二致；在切除了交感神经的猫身上，当遇到一只汪汪叫的狗时，所有正常的愤怒情绪都表露无疑，如尖声吼叫、耳朵直竖、龇牙裂嘴、举爪前扑等。
然而，在以后的几十年里，越来越多的心理学家经过大量的实验证明，詹姆斯-朗格理论在一定范围内还是正确的。