Wetenschappers werken binnen een uitgewerkt kader van ideeën die onderworpen zijn aan toetsing, evaluatie en verfijning. Sommige ideeën worden verworpen wanneer bewijs aantoont dat ze onhoudbaar zijn, terwijl andere worden ondersteund en brede acceptatie krijgen. Wetenschappers verwijzen naar verschillende soorten ideeën met verschillende termen - inclusief concepten, theorieën en paradigma's - om de rol van de ideeën in het wetenschappelijke proces te onderscheiden.
concepten
'Concept' is een term die in het alledaagse Engels veel wordt gebruikt om een idee aan te duiden. Het heeft dezelfde algemene betekenis in een wetenschappelijke context en wordt vaak gebruikt om naar een abstract idee te verwijzen. Een concept kan bijzonder breed of heel specifiek zijn. Zo zijn 'planten' en 'dieren' beide concepten die wetenschappers en alle anderen helpen om objecten in de natuurlijke wereld op een zinvolle manier te onderscheiden. 'Zoogdier' is een conceptuele term die verwijst naar een bepaald type dier. Een concept kan gebaseerd zijn op ervaring of kan volledig denkbeeldig zijn; 'muziek' is een op ervaring gebaseerd concept, terwijl een 'draak' een concept is dat alleen in de geest bestaat.
theorieën
Een theorie is een goed ingeburgerd wetenschappelijk principe dat wordt ondersteund door overtuigend experimenteel en observationeel bewijs. Een theorie heeft een sterke verklarende kracht die wetenschappers helpt het universum te begrijpen en te beschrijven en voorspellingen te doen over toekomstige gebeurtenissen. De theorie van natuurlijke selectie, ontwikkeld door Charles Darwin in de 19e eeuw, is een van de centrale organiserende principes van de evolutionaire biologie. De speciale relativiteitstheorie van Einstein zorgde in het begin van de 20e eeuw voor een revolutie in de natuurkunde. Andere bekende theorieën in de moderne wetenschap zijn de geologische theorie van platentektoniek en de ziektekiemtheorie in de geneeskunde.
paradigma's
Een paradigma is een centraal conceptueel kader voor hoe je naar de wereld om je heen kunt kijken. Een paradigma kan zo alomtegenwoordig en algemeen aanvaard zijn dat het bijna onopgemerkt blijft, net zoals je de lucht die je inademt meestal niet opmerkt. Vroege waarnemers van de hemel namen bijvoorbeeld aan dat mensen zich in het centrum van het zonnestelsel bevonden, terwijl andere planeten en de zon rond de aarde draaiden. Dat paradigma werd uiteindelijk omvergeworpen door een nieuwe kijk op het zonnestelsel die de zon in het centrum plaatste. De term 'paradigma' kreeg bekendheid door de publicatie in 1962 van Thomas Kuhns invloedrijke boek 'The Structure of Scientific Revolutions'. Kuhn betoogde dat wetenschap, in tegenstelling tot andere disciplines, vorderde door brede paradigmaverschuivingen waarin de hele wetenschappelijke gemeenschap een nieuwe manier van denken over de wereld.
Hypothesen
Naast concepten, theorieën en paradigma's, genereren wetenschappers ook ideeën die bekend staan als hypothesen. Een hypothese is een toetsbaar idee; het is onderworpen aan experimentele observatie om de geldigheid ervan te helpen bepalen. Het beroemde vliegerexperiment van Benjamin Franklin was een test van zijn hypothese dat bliksem een vorm van elektrische ontlading is. Een hypothetisch idee dat herhaaldelijk wordt getest en betrouwbaar wordt bevonden, kan uiteindelijk een wetenschappelijke theorie worden.