נולד כ'וולטר אנדרו ברנן' בסוומפסקוט, מסצ'וסטס. אביו היה מהנדס וממציא, לכן למד ברנן כנער הנדסה לפני שהפך לשחקן. בתיכון הוא גילה התעניינות במשחק והחל להופיע בהופעות רחוב (Vaudeville). לאחר ששירת במלחמת העולם הראשונה הוא עבר להתגורר בגואטמלה, שם נכנס לענף גידול האננס, לפני שהגיע ללוס אנג'לס. במהלך שנות העשרים עבד כסוחר ועשה כסף רב, אולם הפסיד את רובו כשהשוק שינה כיוון. הוא מצא עצמו מרושש והחל להופיע בתפקידים קטנים בכמה שיותר סרטי קולנוע כדי להרוויח כסף, ובמקביל עבד גם כפעלולן.
בתחילת שנות השלושים החל להופיע בסרטים איכותיים יותר וקיבל תפקידים גדולים יותר. ב-1936 שיחק בסרט זעם בבימויו של פריץ לאנג וב-1937 זכה בפרס האוסקר בקטגוריית שחקן המשנה הטוב ביותר, (בפעם הראשונה שהאקדמיה האמריקאית לקולנוע חילקה פרס בקטגוריה זו), על סרטו של הווארד הוקס "בוא ונקבל את זה". ב-1939 הופיע בסרט "תהיה להם מוזיקה" לצידו של ישה חפץ, כמנהל בית ספר למוזיקה לילדי עניים שעומד בסכנת סגירה.
שחקן אופי מצליח.
לעיתים קרובות לאורך הקריירה שלו, נקרא ברנן לגלם תפקידים של אנשים המבוגרים בהרבה מגילו האמיתי שלו. הוא הירבה לגלם את השותף של הגיבור הראשי או את "הזקן הרוטן". לעיתים רחוקות הוא גילם את הרשע. יוצא דופן היה תפקידו כזקן אכזר, בקלאסיקה משנת 1946, "קלמנטיין יקירתי", לצד הנרי פונדה.
משנות החמישים הוא כיכב בסדרות הטלוויזיה "The Real McCoys", "האקדח של וויל סונאט" ו"Alias Smith and Jones" והופיע בעוד כמה סרטים ופרויקטים טלוויזיוניים, ובעיקר זכור בשל תפקידיו בסרטי מערבונים, ובהם ב"הנהר האדום" וב"ריו בראבו", שניהם לצד ג'ון ויין. ב-1939 שיחק בסרט תנו להם מוזיקה. ב-1940 זכה בפרס אוסקר לשחקן המשנה הטוב ביותר עברו משחקו בסרט איש המערב" לצדו של גרי קופר עמו שיחק גם בסרט "סרג'נט יורק" (1941) והיה מועמד לפרס אוסקר לשחקן המשנה הטוב ביותר. באותה שנה שיחק שוב לצידו של גרי קופר בסרט פגוש את ג'ון דו. ב-1942 שיחק שוב לצידו של קופר בסרט גאוות היאנקים. כן שיחק בסרטים "להחזיק ולאבד" לצד המפרי בוגרט ו"בהלה בצוק השחור" לצד ספנסר טרייסי. ב-1946 שיחק במערבון "קלמנטיין יקירתי" לצידו של הנרי פונדה. ב-1957 שיחק ביחד עם דבי ריינולדס בסרט תמי והרווק. ב-1964 שיחק בסרט "משפחת קאלוויי" לצידו של בריאן קית'. ב-1967 שיחק בתפקיד כפול בסרט ברולס-רויס לקראת האושר.
הקריירה שלו מעולם לא הייתה בירידה, ולמעשה ככל שהזדקן כך נהייה מפורסם יותר. באמתחתו 230 הופעות בסרטי קולנוע וסדרות טלוויזיה לאורך 50 שנים. מבקרי הקולנוע ואנשי התעשייה הגדירו אותו כאחד משחקני האופי הטובים ביותר בהוליווד ולראיה, הוא היחיד שזכה בשלושה פרסי אוסקר בקטגוריית שחקן המשנה הטוב ביותר. הוא קיבל כוכב על שמו בשדרת הכוכבים של הוליווד, ונפטר מנפחת בספטמבר 1974, בגיל 80.
ניסוי
ניסוי מדעי (בשפות הודו-אירופיות רבות: "אקספרימנט", בלטינית experimentum – מן המילה experiri "לנסות") הוא שיטת מחקר מדעית לבדיקת השערה בדבר קשר סיבה ומסובב בין הגורמים הנחקרים, על ידי השוואה בין שני מצבים. במצב אחד המדען מחולל שינוי משמעותי ויזום במערכת הנחקרת, או במודל למערכת כזו ובמצב השני המדען אינו מחולל שינוי כזה. העובדה שהשינוי המשמעותי במערכת נעשה ביוזמת המדען מאפשרת לדעת מה הם קשרי הסיבה והמסובב במערכת הנחקרת.
הניסוי המדעי נבדל מהתצפית המדעית בכך שבתצפית מדעית לא מחוללים שינוי משמעותי במערכת הנחקרת ונבדל מחיפוש פתרונות בניסוי וטעייה בכך שהוא מחייב השערה ומחייב השוואה בין מצבים. הניסוי הוא אחד הכלים החשובים ביותר להעשרת המידע על העולם הפיזי בגישה אמפירית.
תקפות.
תקפותו של ניסוי מדעי היא הסיכוי שהניסוי באמת מוכיח את מה שעורך הניסוי חושב שהוא מוכיח. כדי שלניסוי מדעי תהיה תקפות גבוהה, עליו לעמוד, באופן המיטבי, במספר דרישות. תכנון הניסויים מנסה לאזן בין הדרישות וההגבלות של אותו תחום מדעי במסגרתו נעשה הניסוי, כך שהניסוי יניב את המסקנות הברורות ביותר באשר להשערה הנבדקת בניסוי. מדען מוכשר הוא אדם שכושרו היצירתי מאפשר לו לתכנן מחקרים (כגון ניסויים) ברי ביצוע ובעלי תקפות גבוהה.
אפשרות להתערבות יזומה.
בתחומים מדעיים מסוימים, כגון מכניקה, קל למדען ליזום התערבות משמעותית במערכת הניסוי. קל למדען, למשל, להפיל משקולות שונות ולצפות בתוצאות (ראו ניסוי גלילאו). לעומת זאת, בתחומים כמו אסטרונומיה, קשה למדען ליזום התערבות משמעותית. נכון לעשור הראשון של המאה ה-21, אנשי המדע יכולים להתערב באופן משמעותי במסלול תנועתם של שביטים בלבד וגם זאת תוך השקעה כספית קשה לגיוס. יתרה מזאת, גם ניסויי מעבדה במודלים המדמים גורמי שמים אפשריים לביצוע רק במעבורות חלל, כי בהן השפעתו של כח המשיכה של כדור הארץ היא זניחה.
אפשרות בקרה על הניסוי.
וידוא שכל תנאי הניסוי, למעט ההתערבות הניסויית, יהיו זהים הן במערכת הניסוי והן במערכת הביקורת, אינה תמיד משימה קלה. בכימיה ובביוכימיה אין ויטרו קל יותר לעמוד בדרישה זו מאשר בניסוי בביוכימיה אין ויוו. בניסוי רפואי בבני אדם זה קשה עוד יותר. זאת משום שקל יותר לשלוט בדומם מאשר בחיות מעבדה ובחיות מעבדה מאשר באנשים. קשה לוודא שאנשים שמשתתפים בניסוי שומרים, למשל, על הרגלי תזונה מסוימים.
אובייקטיביות מדידות.
בפיזיקה ובכימיה המדידות הניסיוניות תעשנה באופן אובייקטיבי וכי תהיה בקרה על כל תנאי הניסוי לכל אורכו. מנגד, בתחומי מחקר אחרים כמו ביולוגיה ורפואה, קשה מאוד לעיתים להבטיח בקרה מושלמת על כל המשתנים בניסוי לכל אורכו ואילו בתחום מדעי החברה, קשה אפילו יותר להגדיר שיטה מדויקת למדידת תוצאות ניסוי באופן אובייקטיבי.
מסיבות אלה תחומים מדעיים כמו פיזיקה ותחומים אחרים של מדעי הטבע מכונים לעיתים "מדעים מדויקים" (או מדעים "קשים") בניגוד למדעי החברה ותחומים מדעיים אחרים, המכונים לעיתים מדעים "רכים".
קל יותר למדוד נכונה את משקלו של גוף דומם מאשר את משקלה של חיה משתוללת. קל יותר למדוד נכונה את לחץ המים בצינור מאשר את לחץ דמו של אדם מתרגש.
תקפות הגדרות ומודל.
יש תחומים בהם ניתן למדוד באופן ישיר את הגודל בו מתעניינים ואילו בתחומים אחרים, בהם מתעניינים במושגים מופשטים, יש להגדיר את המושג המופשט באופן אופרטיבי כדי למדוד אותו. ההגדרה האופרטיבית אינה חופפת לעולם את המושג הבלתי מדיד ובלתי מוגדר שהיא מחליפה. אפשר למדוד משקל, אבל אי אפשר למדוד "חוכמה" או "איכות חיים." מקובל למדוד מנת משכל במקום למדוד "חוכמה", אולם הקשר המדויק בין מנת משכל לחוכמה לא יוכל להיוודע לעולם.
גם הקשר בין מערכת המודל עליה נערך הניסוי לבין המערכת שמעוניינים לחקור, אינו תמיד ברור. קל יותר להבין האם עכבר מעבדה מדמה נכונה את האדם בניסוי לתרופה משככת כאבים מאשר בניסוי על אודות הדחקת זיכרונות לא נעימים. זאת משום שקל יותר לברר סוגיות באנטומיה ובפיזיולוגיה מאשר בפסיכואנליזה.
בתחום מדעי החברה הדרישה לבקרה מוחלטת על תנאי הניסוי עשויה לעיתים לבוא לידי סתירה עם האפשרות להגיע למסקנות ברורות כלשהן באשר להשערת המחקר, באשר היא מתייחסת לתנאים שאינם מבוקרים מטבעם. כאשר מבוצע ניסוי מבוקר מתוך השאיפה לבדוק השערה העובדת "באופן כללי", לניסוי עשוי להיות "תוקף פנימי" רב, במובן שהתוצאות בעלות תוקף בתנאים מבוקרים, בעוד שבאותה עת הניסוי חסר "תוקף חיצוני" כאשר מנסים ליישם את תוצאות הניסוי בחיי המציאות. אחת הסיבות לתופעה זו היא אפקט הות'ורן, סיבה אחרת היא כי השפעות של שיווי משקל חלקי אינן תקיפות בתנאים של שיווי משקל מלא.
ברבע האחרון של המאה העשרים החל להתפתח ענף מחקר העוסק בעיצוב ניסויי במדעי החברה. ענף זה מגדיר וחוקר תקפות מבחנים ועוזר לאנשי המדע לשפר את תקפות הניסויים ולבקר טוב יותר את תקפות ניסויי זולתם. כתוצאה משיקולים תקפות, תכנון הניסוי במדעים המדויקים נוטה להתמקד על הסרת כל השפעה חיצונית, בעוד שניסויים במדעים "הרכים" יותר מתמקד יותר על הבעיות בתוקף החיצוני של תוצאות הניסוי, לעיתים באמצעות שימוש בשיטות סטטיסטיות. לעיתים מתרחשים אירועים טבעיים מהם ניתן להסיק מסקנות מדעיות, אלה הם הבסיס לניסויים טבעיים. במקרים כאלה המדען ניצב בפני בעיית הערכת ה"תכנון" הטבעי של הניסוי.
פשטות וחזרתיות.
ניסוי מדעי בעל תקפות גבוהה צריך להיות פשוט מכל בחינה. ניסוי עם שאלה ניסויית פשוטה, הליך ניסויי פשוט ועבוד נתונים פשוט הוא ניסוי שיש מעט סיכוי לטעות בעריכתו, מעט סיכוי לטעות בפירוש תוצאותיו וקל למי שמפקפק בדיווח על תוצאותיו לערוך את הניסוי שנית כדי להיווכח בהן בעצמו. כעיקרון, יש תחומים שקל יותר לעצב בהם ניסויים כאלה. קל יותר לעצב ניסוי פשוט ובר חזרה במכניקה מאשר בתורת הקוונטים. קל יותר לנתח תוצאות של ניסוי באלפי תולעי מעבדה מאשר תוצאות ניסוי בהגברת המטר בשלושה אזורים בישראל. אולם, אנשי מדע יצירתיים עשויים להצליח לעצב ניסויים פשוטים וקלי עריכה עבור סוגיות שקודמיהם לא הצליחו לערוך בהם ניסויים כאלה.
אתיקה.