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在那个时代的放任自流精神鼓舞下，有些研究者对受试者施加了今天看来不可容忍的压力。比如，一位名叫布拉茨的心理学家对志愿者说，他们要参加的一项实验是在15分钟内的心率变化研究。每个志愿者都绑在一把椅子上，双眼蒙上布罩，用电线接上一些可以监测脉搏、呼吸和皮肤电系数的仪器，然后让他们独自一人呆15分钟。在此期间，什么事情也没有发生——有些受试者实际上都睡着了——可三次之后，在第四个阶段的某个时候，布拉茨掀动一个开关，使椅子突然向后倒下去，直到倾斜60度的时候被一个门档挡住。椅子的前面有活页连着，后面靠着一道假门。志愿者都表现出了突然的快速和不规则心跳、突然的呼吸停止和喘气，以及一阵皮肤电。所有人都报告体验到了害怕（以及后来的愤怒或者好笑）。椅子的跌落应该是非常突然和没有预料到的，应该没有预想的情绪，如在詹姆斯－朗格理论中一样，害怕是由椅子的跌落产生的身体变化。
一位对来自于严重的情绪混乱的生理现象有兴趣的心理学家卡尼·兰迪斯，他一定是位了不起的推销员。在20年代早期，他劝说三位志愿者饿了48小时，最后30个小时不睡觉，他们连在监测血压和胸部扩张的仪器上，吞进一只与小橡胶管连在一起的小气球，以便测量胃收缩。他还把一个类似的装置插进他们的直肠，然后对着一个可以测量其二氧化碳输出的仪器呼吸，以作为代谢率的指标——在这个时候，他们会受到一次电击，电击的强度以他们轻易能够接受为准，直到他们做出手势，说再也不能忍受为止。
电休克会使血压上冲，脉搏加快并发生紊乱，并使直肠收缩停止。（胃收缩的数据前后不一致。）然而，尽管受试者为了科学而承受痛苦值得敬佩，可是，这次实验却没有得出明确的结果。尽管所有3个人都说他们感觉到愤怒，他们对相关的、或者有可能引起这些变化的具体生理变化没有或者只有很少的注意。兰迪斯可以发现的惟一的生理反应就是惊讶，而这是对一个主观的状态经常有的反应。眼睛眨动一下，一种复杂的面部——身体反应就发生在对情绪的意识之前，因此也符合詹姆斯－朗格理论。
可是，到1927年，其他一些生理实验也得出了强有力的证据，这些证据与这个理论相矛盾。这是由沃尔特·坎农（1871－1945）进行的工作。他是一位杰出的实验者和理论家。跟约翰·B·沃森和身无分文的小镇青年詹姆斯·吉布森一样，他虽然缺少重要的关系，但最终也通过艰苦的工作和天才攀登上了科学的高峰。他在哈佛拿到硕士学位之前就已经发表了大量吸引了广泛注意的学术文章，而且在35岁的时候就被指派为乔治希金森大学的生理学教授。这一切都是在没有任何背景的情况下获取的，不像詹姆斯那样与大学的高层权威有一些联系。
坎农的学科是生理学，可是，他受业于詹姆斯，还是罗伯特·耶基斯的朋友。也许就是这些影响使他在探索了通过ANS（自律中枢神经）进行消化控制几年以后，转向了情绪心理学。在经过大量调查之后，他慢慢觉得，詹姆斯－朗格理论是完全错误的，1927年，他发表了一篇历史性的论文，彻底否定了詹姆斯－朗格理论。在论文中，他提出了五种以他自己和别人的研究为基础的证据。在这五种证据之中，下列三种是最令人信服的：
——内脏变化通常发生在刺激之后的一到两秒之内，可是，情绪反应一般只需要更短的时间，因此，它们是发生在生理变化之前的。（尽管这是以实验室证据为基础的，可是，我们在一个类似事故之后会感到害怕，这是一种共同的经验——这之后，我们的心跳会加快，我们感觉到无力，嘴里面有奇怪的味道等等。）
——在与不同情绪有联系的内脏反应中各有一些不同，可是，这些不同之处不会如此明显，如此灵敏，以至于会为人类体验到的情绪范围提供可区别的提示。
－－坎农通过外科手术把老鼠的内脏与交感神经系统切断，一位英国生理学家C·S·谢林顿以前也在狗的身上做过同样的试验。在两种情况下，所有的来自心脏、肺、胃、大肠和根据詹姆斯的说法是情绪来源的其它内脏的信息，都切断了与大脑的联系。可是，如坎农所言：
这些令人极度不安的手术对动物的情绪反应却没有产生任何影响。在谢林顿“具有明显情绪气质”的实验狗中，对感觉区域进行的外科手术切除并没有引起这条狗产生明显的情绪行为；“这条母狗的愤怒、它的喜悦、它的厌恶以及当挑斗出现时它的害怕跟以前是一样明显的。”在切除了交感神经的猫中，所有表面的愤怒迹象都在一只汪汪叫的狗出现时表现出来——咝咝叫，偷偷地跑动，耳朵收缩，龇牙裂齿，举起前爪来准备攻击……
可是，在接下来的几十年里，一直到目前还在进行的一些实验不断地发现一些证据，在有限的方面，詹姆斯－朗格理论是正确的。有三个例子：
－－华盛顿大学医学院的一个医学小组1969年发现，对人体注射乳酸盐（细胞能量代谢过程中的一个副产品）会引发与焦虑有关的生理症状，还有对焦虑的主观感受，后者在一些有焦虑倾向的人当中最为明显。
——在1966年，因为脊椎受损而半身瘫痪的心理学家乔治·霍曼采访了25位退伍士兵，所有这些人都在两年前或者更早一些时候经历过脊椎断裂之苦。霍曼请他们描述在受伤之前和自从受伤以后经历过的害怕、愤怒、性冲动和悲伤。他们说，除了悲伤以外，他们在受伤以后情绪有了变化；情绪没有以前强烈了，对自己的感觉不出声，或者冷眼相看。最重要的是，伤势越重——因而身体系统从大脑里断开的数量就越多——变化就越大。一位颈部受伤（高位截瘫）的人说：
我闲坐着，在脑海里面回顾一些事情，还忧心忡忡的，可是，除了思想的能力跟不上以外，其它的倒没有什么。有一天，我在家躺在床上，掉下一个烟头，伸手又够不着。最后，我想办法七弄八弄把烟头弄熄了。我可能就躺在那里被烧死了，然而，可笑的是，我一点都没有感到惊慌。我就是一点也不害怕，一般人可能想到我会害怕得要命。
——心理学家长期以来一直在辩论，情绪倒底是全球各处都一样的，还是相对的，也就是说，人们在任何文化里都感受到同样的一些感情。在二十多年的时间里，圣弗兰西斯科的加利福尼亚大学医学院的保尔·埃克曼及其同事研究过这个问题。他们请不同文化背景下的人来表达六种基本的情绪（愤怒、讨厌、幸福、悲伤、害怕、及惊讶），他们发现，他们的面部表情基本上都是一样的，尽管因为文化上的规则而略有不同。埃克曼和他的同事及德拉华大学的卡罗尔·伊泽德曾让一系列文化背景极为不同的民族的人们看过一些表达不同情绪的照片。看照片的人几乎总是正确地辨认出了那些情绪。尽管在引起特殊情绪的文化情景中有很大的差别，可是，一些证据强烈地表明，基本的情绪都还是全球一致的，并且伴随着同样的一些面部肌肉动作。伊泽德经常拍摄一些婴儿的照片，并发现从出生到4个月大的时候有五种表情（兴趣、友好的微笑、愤怒、惊讶和悲伤）——这些表情出现的时间很早，看上去他们明显就是对情绪天生的反应。
这并没有证明生理感觉就一定在情绪知觉之前，如詹姆斯和朗格所断定的一样。可是，由埃克曼和其它一些人所进行的十几种实验都显示，当志愿者故意假设某种特殊表情的面部表现时，所涉及到的肌肉的移动会引起起脉搏频率、呼吸率和皮肤电很小，但可以测量的变化，还有同样很小但可测量的感情变化。埃克曼认为这些会导致一种反馈效果：故意假装的表情会带来肉体的变化，然后可以引发这个人刚刚模仿的情绪感觉。
同样的原则有时候会使一些心理治疗者改变病人的情绪。通过改变面部表情、姿势和身体运动，病人可以在某种程度上用一种更为积极和欢乐的情绪替代沮丧或者失败的情绪。这一次又支持了詹姆斯－朗格理论：我们在身体上感觉到的东西决定着我们的感觉。（你可以自己进行这项实验。皱起脸来做一个哈哈大笑的样子，持续几秒钟，然后看你是否至少感觉到应该伴随这种姿势的感觉。）
因为这些原因，詹姆斯