Forskere arbejder inden for en udførlig ramme af ideer, der er underlagt test, evaluering og forfining. Nogle ideer kasseres, når bevis viser, at de er uholdbare, mens andre understøttes og får bred accept. Forskere henviser til forskellige typer ideer med forskellige udtryk - inklusive begreber, teorier og paradigmer - for at skelne mellem den rolle, ideerne har i den videnskabelige proces.
Begreber
'Koncept' er et udtryk, der i vid udstrækning bruges i dagligdags engelsk til at betyde en idé. Det har den samme generelle betydning i en videnskabelig sammenhæng og bruges ofte til at henvise til en abstrakt idé. Et koncept kan være usædvanligt bredt eller meget specifikt. For eksempel er 'planter' og 'dyr' begge begreber, der hjælper forskere og alle andre med at skelne objekter meningsfuldt i den naturlige verden. 'Pattedyr' er et begrebsmæssigt udtryk, der henviser til en bestemt type dyr. Et koncept kan være baseret på erfaring eller kan være helt imaginært; 'musik' er et oplevelsesbaseret koncept, mens en 'drage' er et begreb, der kun findes i sindet.
Teorier
En teori er et veletableret videnskabeligt princip, der understøttes af overbevisende eksperimentel og observationsbevis. En teori har stærk forklaringskraft, der hjælper forskere med at forstå og beskrive universet og forudsige fremtidige begivenheder. Teorien om naturlig udvælgelse, fremført af Charles Darwin i det 19. århundrede, er et af de centrale organiserende principper for evolutionær biologi. Einsteins særlige relativitetsteori revolutionerede fysikken i det tidlige 20. århundrede. Andre velkendte teorier inden for moderne videnskab inkluderer geologisk teori om pladetektonik og kimteori om sygdom i medicin.
Paradigmer
Et paradigme er en central konceptuel ramme for, hvordan du kan se verden omkring dig. Et paradigme kan være så gennemgribende og bredt accepteret, at det næsten er ubemærket, meget som du normalt ikke bemærker den luft, du trækker vejret. For eksempel antog tidlige observatører af himlen, at mennesker var i centrum af solsystemet, med andre planeter og solen drejede sig om Jorden. Dette paradigme blev til sidst væltet af et nyt syn på solsystemet, der placerede solen i centrum. Udtrykket 'paradigme' blev fremhævet ved udgivelsen af Thomas Kuhns indflydelsesrige bog "Strukturen af videnskabelige revolutioner" i 1962. Kuhn argumenterede for det videnskab, i modsætning til andre discipliner, udviklet af brede paradigmeskift, hvor hele det videnskabelige samfund accepterer en ny måde at tænke på verden.
Hypoteser
Ud over begreber, teorier og paradigmer genererer forskere også ideer kendt som hypoteser. En hypotese er en testbar idé; den er underlagt eksperimentel observation for at hjælpe med at bestemme dens gyldighed. Benjamin Franklins berømte kite-flying eksperiment var en test af hans hypotese om, at lyn er en form for elektrisk afladning. En hypotetisk idé, der gentagne gange testes og fundet pålidelig, kan i sidste ende blive etableret som en videnskabelig teori.