这似乎很简单：科学的工作是通过假设和实验来观察，描述和解释自然世界。一位科学家会说，“我认为这种解释是这种观察的原因，我建议用这个实验来测试它。” 但该声明并没有开始传达手头的工作。理论，假设，法律，科学方法 - 甚至是事实本身 - 都像许多树枝一样悬挂在自然科学之上。各种零件如何组合在一起?

让我们从科学理论开始。剑桥大学的斯蒂芬霍金在其畅销书“ 时间简史”中描述了理论的本质：“如果理论满足两个要求，它就是一个很好的理论：它必须在一个模型的基础上准确地描述一大类观察它只包含少量任意元素，必须对未来观测结果做出明确预测。“ 体质人类学家兼国家科学教育中心执行主任尤金妮·斯科特(Eugenie Scott)更简洁地说：“理论是一种事实和假设的结构，试图解释一种自然现象。” 因此，理论既不是猜测也不是预感。

良好理论的例子包括查尔斯达尔文的进化论，它解释了生物种群随着时间的推移如何变成多种形式。结合Gregor Mendel对豌豆的实验，达尔文思想为现代遗传学和遗传奠定了基础。然后是阿尔伯特爱因斯坦的相对论，它描述了从太阳系的性质到无穷小的原子嗖嗖声的一切。像许多科学突破一样，爱因斯坦的理论开始只不过是精神上的扼杀，但最终导致晶体管和激光(当然还有原子弹)等技术。

说“好理论”意味着没有那么好的理论，这会把我们带回假设和测试。一些可能的理论可能无法测试。这就是为什么科学拒绝基于超自然主张的理论，例如智能设计。既定的理论可能会受到不符合旧模式的新观察的挑战，如果观察与预测不一致，可能会被反驳或修改。一个典型的例子是地心说，太阳及其行星围绕地球旋转的理论，这种理论缓慢地 - 并且抵抗了许多阻力 - 被哥白尼，伽利略和开普勒假定的简单理论所取代。

如果科学事实(经过认证，重复观察)是理论的一部分(事实的解释)，而某些理论并不成立，那么这个等式也意味着事实也是可疑的。敲着桌子说“这是事实!” 意味着事实等于资本 - 真理。但科学事实可能会随着时间而改变。教授科学哲学的斯坦福大学教授海伦·隆吉诺(Helen Longino)警告说，“事实比理论更扎实，但它们并不是问题。” 牛顿，伽利略和开普勒的引力事实被认为是普遍的，直到爱因斯坦出现并预测引力实际上可以拉伸或缩小距离。然而，特别是在物理学中，如果支持一种理论的一系列事实能够幸免于几代科学家的持怀疑态度，

一个好的理论可以被测试，而且必须是。进化论被认为是合理的，因为来自许多学科的多年证据表明，达尔文的思想经得起时间的考验。可以通过新的假设和实验来探索进化的方面，从而为整个理论增加知识。这些问题集中在进化的步伐上，无论新物种是逐渐出现还是出现得更快。另一个问题集中在新的特征是随机出现还是由自然原因选择，正如达尔文最初想的那样。我们还没有谈论进化定律，因为这个理论仍在不断完善和完善。

理论和事实不存在于真空中 - 它们是社会结构的一部分，受到社区行为的影响。“科学不是外来的文化，”同时在斯坦福大学工作的医学人类学家Katrina Karkazis说。她指出，价值观和观点的力量可以使社会毫无疑问地接受科学理论，而不是有条不紊地检验其优势和劣势。“如果没有健康的怀疑态度，科学将变成教条主义，”她补充道。具有讽刺意味的是，我们对技术的迷恋倾向于给人一种科学结果比他们看起来更真实的印象(但这完全是另一个故事)。

理论和事实本身就是一个进化过程的一部分，突然出现在现场，只能通过科学方法进行测试。最适合生存另一天和另一个挑战。弱者(想到颅相学)注定要成为历史的垃圾箱，被怀疑论者质疑的社区抛弃了好奇的文物。