Para ilmuwan bekerja dalam kerangka gagasan yang rumit yang tunduk pada pengujian, evaluasi, dan penyempurnaan. Beberapa ide dibuang ketika bukti menunjukkan bahwa mereka tidak dapat dipertahankan, sedangkan yang lain didukung dan diterima secara luas. Ilmuwan merujuk pada berbagai jenis gagasan dengan istilah yang berbeda—termasuk konsep, teori, dan paradigma—untuk membedakan peran gagasan dalam proses ilmiah.
Konsep
'Konsep' adalah istilah yang banyak digunakan dalam bahasa Inggris sehari-hari untuk mengartikan sebuah ide. Ini memiliki arti umum yang sama dalam konteks ilmiah dan sering digunakan untuk merujuk pada ide abstrak. Sebuah konsep bisa sangat luas atau sangat spesifik. Misalnya, 'tanaman' dan 'hewan' adalah konsep yang membantu para ilmuwan, dan semua orang, membedakan objek secara bermakna di dunia alami. 'Mamalia' adalah istilah konseptual yang mengacu pada jenis hewan tertentu. Sebuah konsep dapat didasarkan pada pengalaman atau mungkin sepenuhnya imajiner; 'musik' adalah konsep berbasis pengalaman, sedangkan 'naga' adalah konsep yang hanya ada dalam pikiran.
Teori
Teori adalah prinsip ilmiah mapan yang didukung oleh bukti eksperimental dan observasional yang meyakinkan. Sebuah teori memiliki kekuatan penjelas yang kuat yang membantu para ilmuwan memahami dan menggambarkan alam semesta dan membuat prediksi tentang peristiwa masa depan. Teori seleksi alam, yang dikemukakan oleh Charles Darwin pada abad ke-19, adalah salah satu prinsip pengorganisasian utama biologi evolusioner. Teori relativitas khusus Einstein merevolusi fisika pada awal abad ke-20. Teori terkenal lainnya dalam ilmu pengetahuan modern termasuk teori geologi lempeng tektonik dan teori kuman penyakit dalam kedokteran.
Paradigma
Paradigma adalah kerangka konseptual utama untuk bagaimana Anda dapat melihat dunia di sekitar Anda. Sebuah paradigma bisa begitu meresap dan diterima secara luas sehingga hampir tidak diperhatikan, seperti biasanya Anda tidak memperhatikan udara yang Anda hirup. Sebagai contoh, para pengamat langit awal berasumsi bahwa manusia berada di pusat tata surya, dengan planet-planet lain dan matahari mengelilingi Bumi. Paradigma tersebut akhirnya dijungkirbalikkan oleh pandangan baru tata surya yang menempatkan matahari sebagai pusatnya. Istilah 'paradigma' menjadi terkenal oleh publikasi tahun 1962 buku berpengaruh Thomas Kuhn "The Structure of Scientific Revolutions." Kuhn berpendapat bahwa sains, tidak seperti disiplin lain, berkembang dengan pergeseran paradigma yang luas di mana seluruh komunitas ilmiah menerima cara berpikir baru tentang dunia.
Hipotesis
Selain konsep, teori, dan paradigma, ilmuwan juga menghasilkan ide yang disebut hipotesis. Hipotesis adalah ide yang dapat diuji; itu tunduk pada pengamatan eksperimental untuk membantu menentukan validitasnya. Eksperimen menerbangkan layang-layang Benjamin Franklin yang terkenal adalah pengujian hipotesisnya bahwa petir adalah bentuk pelepasan listrik. Sebuah ide hipotetis yang berulang kali diuji dan terbukti dapat diandalkan akhirnya dapat ditetapkan sebagai teori ilmiah.