李远哲非常重视实验中的动脑问题，他认为实验必须手脑并用，才能抓住蛛丝马迹，发现实验中的疑点。科学家罗伯特·密立根在做一次油滴带电实验时，根据他观察到的数据，计算后发现油滴所带电荷竟然是分数电荷。这和人们普遍认为电子所带的电荷量是电量的最基本的单位，所有的电量必然是电子电量的整数倍的认识相互矛盾，在通常情况下，一般人会把它作为实验不精确，观察不仔细导致的例外现象筛选掉。但密立根敏锐地抓住了这个现象，他预感到由此将会诞生新的科学理论，就忠实地记载了实验的各种原始数据和由此计算而得到的结果。50年后这个在当时被认为是不可思议的分数电荷现象被美国斯坦福大学的科学家们所证实。英国化学家瑞利在提纯氮气的过程中，发现用不同的方法取得的氮气密度有细微的差别，从空气中取得的氮气，每升重1．2572克，从氨中取得的氮气每升重1．2560克，两者相差只有千分之一。瑞利没有简单地把它看成实验中的误差，而是抓住这一微小差别，溯根寻源，终于发现了新元素氩。科学史上也有一些因粗心而和成功失之交臂、留下遗憾的故事。爱迪生做灯泡时在加热灯泡里的炭丝和铜丝中发现了电流，爱迪生没有重视这一现象，就匆忙把这一发现命名为爱迪生效应。只认为可以用作计量器，对效应背后的电子则未加深究。后来英国科学家理查森从爱迪生效应中证明了自由电子的存在。另一科学家弗雷明也从爱迪生效应中发明了电子管。让李远哲感触最深的是关于X射线发现的过程：1879年德国人克鲁克斯研究高真空放电管，在实验中发现管子附近的照相底片出现了原因不明的模糊阴影，他只怪自己不小心产生了阴影，没有想其他有什么。过了一年，英国人古兹别德和詹宁也演示克鲁斯管后，又看到照片底片发了黑，他们一样表现了毫不在意的态度。此后两年，德国的物理学家在观察克鲁斯管附近的荧光时，只注意研究阴极射线的性质，也没有对这种阴影给以注意。就这样本来可以提前发现X射线的机会被接二连三地丢掉了。直到1895年，伦琴又发现用黑纸板盖紧的放电管附近荧光屏上产生了亮光，他敏感地抓住了它，通过研究，终于发现了X射线，成为19世纪末物理学上的重大发现。
正反两方面的经验使李远哲笃信：科学家不善于思考，不练就明察秋毫的敏锐洞察力，是很难在实验中捕获到重要信息从而实现历史性突破的。善思是李远哲实验精神的又一重要方面。
李远哲认为从事实验的人还应该具有细致入微的认真态度，这是科学家的素质要求。达尔文很幽默地说过一句话：“自然界是一有机会就要撒谎的。”自然界有时确像高明的骗子，它不愿意人们走近它、认识它，它把面目装扮得扑朔迷离。它只在那些一丝不苟、小心翼翼的精工巧匠眼前展现出真面目。否则它就会瞒天过海，在你面前大摇大摆地擦肩而过。前车之鉴不少啊！比利时化学家赫尔蒙特做过一次所谓水能变土的实验，他用玻璃容器煮水，获得了少量沉淀物。他声称容器是洗净的，水是蒸馏水，沉淀物是在长时间沸煮后出现的。所以他断言水能变成土。200年之后，科学家拉瓦锡对水变土的观点产生了怀疑，他觉得一定是实验出了毛病，为了找出赫尔蒙特的错误，他重复了这个实验。他用了一个密封的能反复蒸馏的器皿，并把加入的蒸馏水称了重量，然后进行反复沸煮。实验整整进行了100天，沉淀物又出现了。拉瓦锡想：沉淀物若是水变成的，水的质量必然会减少，可是经过分析，水的质量没有发生变化。沉淀物产生于密封的容器内，绝不可能是天上掉下来的。根据罗蒙诺索夫的质量守恒定律：如果有什么东西加到某种特质上去，那么也一定要从另一种物质里减去这样多的东西。拉瓦锡于是称量了密闭容器和水的总质量，发现也没有发生改变。“一定是容器本身重量减少了，沉淀物来自于容器的减少”，他觉得犹如灯光一下子照亮了黑夜。他称量了容器本身的重量，发现容器减轻了，而且沉淀物的重量正好是容器失掉的重量。他并不就此为止，又把沉淀物作了化学分析，发现沉淀物和容器二者的成分完全相同。于是他向世界宣布：水变土是错误的结论。李远哲非常钦佩拉瓦锡在实验中的精于设计和操作的一丝不苟精神，拉瓦锡用自己无懈可击的实验纠正了前人的错误结论。
拉瓦锡做的是重复他们的实验，之所以能得出不一样的结果，就是因为拉瓦锡在实验的每一步骤上都做得非常精细，分析得非常深刻。李远哲继承了前辈科学家细致严谨的工作作风，做研究总是认认真真，反复考虑实验中的每一细节，以防疏漏。他说：“细节的深入考虑，才是一个正确政策或方针能否成功执行的保证。”他小心翼翼地思考每一个步骤，并把各种可行的方法一一比较，他认为一着疏忽整个实验就会前功尽弃。如果实验的每个微小环节都能比别人略胜一筹，整套实验就会比别人强上许多倍。
坚持真理、不妥协是李远哲实验精神的第三个方面。
李远哲常跟人说：“现实的社会里很容易妥协的人，一定不会变成一个好的科学家。”在追求科学真理的人生道路上，他坚持实事求是，既不迷信老师、权威和书本，也不接受别人强加给自己的观点。在加州大学读书的第一年，李远哲对理论有机化学中的一些观点有异议，他就直言不讳地跟教授讲：“您讲的东西，我不一定接受。而我一旦不接受，在脑中就不会记得清楚。”考试的时候，他宁愿不得分数，也不肯按自己不同意的理论答题。他认定一个道理：在科学上必须有勇气坚持真理。妥协对科学害莫大焉。科学史上这方面的教训不乏其例：曾经有两位生物科学家偶然发现注射了番木瓜蛋白酶之后，兔子的耳朵变得松软，这一现象与“软骨是一个相对无活动能力的组织类型”的本体论观念相抵触，结果因为二人没有勇气冲破旧观念而使一个科学发现推迟了时间。20世纪初，德国物理学家普朗克为解释黑体辐射现象，提出物质辐射能量只能是能量量子的整数倍的假说。这是物理学上的革命性进展，但是由于他不敢反对和怀疑瑞利、金斯、洛仑兹等科学名流，更害怕违背绝对真理———牛顿力学，因此在如何将量子纳入经典物理学的范畴的问题上犹豫、徘徊了15年，还是让降临面前的科学真理之神溜走了。向经典理论的妥协使得普朗克打开了量子力学的大门，却没有勇气迈进去。后来弗朗克和赫兹用实验证明，量子能是一个客观事实。整个科学界都为普朗克扼腕叹息。
当然，不向权威妥协终获成功的例子也数不胜数。科学家米勒在还是研究生的时候，有一次设计了一种实验：模拟原始地球的还原性大气条件从无机物中产生有机分子，但这一设想遭到了导师的激烈反对，认为绝无可能成功。米勒重新思索过以后，坚定不移地去做这一实验，终于从无生命体系中炼制出了多种氨基酸和其他有机物，在生命起源的研究上做出了重大突破。
李远哲与人谈起宗教话题时曾说过：“我没有信仰，所以一针见血地说，我并不信教。”确实，他不迷信神鬼，也不迷信权威，有的只是追求真理的科学精神。他对于自己要干的事情表现出十足的自信心，而决不妥协的品质就来自于这种自信，他的自信则来自于坚持不懈的努力。所以，持之以恒、锲而不舍也是他实验精神的又一主要内容。
李远哲认为，要做好科学研究，一定要有追根究底的精神。研究一个课题，就要持之以恒，不论遇到多少困难，都要坚持下去，不能知难而退。科研上的每个成功，其重要的因素是坚持。能够面对困难问题而给以好好解决的，往往不是那些只有小聪明的人，而一定是那些锲而不舍者。他曾对学生说：“实验很难，你即使夜以继日地做，做了百分之九十还不算什么，做了百分之九十九也等于零，要做到百分之一百才算数。”
1987年李远哲回国在天津南开大学给学生演讲时说：“科学是一个积累的东西，今天学明天学越学越多，越学越好。”“将来谁会成功，并不在于聪明才智的差别，往往是看哪个人比较能坚持，有毅力。我们做事情，往往会碰到困难的。我的学生有时做实验做到三更半夜。一次，三个学生一道做，做得精疲力竭的，做不下去了，很气馁，回去睡觉了。但是其中有一个学生很不服气，他想，我们的构想是对的，思路是对的，为什么做不出来？他睡觉前，甚至做梦都在想这个问题。……这种锲而不舍，常常把一个问题留在脑海里的人，会是进步的人，成功的人。一个人做学问，通常是很顺利进行的时候，你不会学到很多东西，而遇到挫折，碰到困难的时候，要看你有没有那么大的毅力，好好分析问题的所在，好好检讨检讨我们走的路子是对是错，应该怎么走。有这种态度的人，才是会成功的人。”
他很赞同俄国化学家门捷列夫的一句话：“终身努力，便成天才！”而他自己所走的道路也正体现了持之以恒的坚持精神。从在台湾大学学习到获得诺贝尔奖，他在化学领域顽强跋涉了31个春秋。获奖以后，也仍然在他的实验室里坚持不懈地努力。
李远哲把实验看成科学研究的重中之重，他在每一个实验活动中都投入了十分的热情和百倍的细心。所以，他的每一个课题实验都做得很好，赫希巴赫教授称赞他是“惊人的实验天才”。
4．与马汉教授