讲到“革命”，想必大家联想到的往往是运筹帷幄、揭竿而起、刀光剑影等。的确，社会历史中的革命往往预示着政权的交替、朝代的更迭。那么科学世界中是否也会发生革命呢？答案是肯定的。革命并非政治家的专利，探究大自然奥秘的科学家在自己的研究领域中有时也会扮演“革命弄潮儿”的角色。
美国科学哲学家托马斯· 库恩在1962年出版了《科学革命的结构》一书，就科学革命的缘起、过程及结果进行了分析，提出了著名的“范式”理论。
什么是“范式”呢？简单来说，范式就是在某一发展阶段，建立在某种公认的、并成为传统的重大科学成就基础上的一种模型或信念，这一时期的科学家虽各有所长、各有创造，但都不会远离这一模型来工作。如牛顿的经典物理学在很长一段时间内便是物理学研究的“范式”，因为这一理论对物理世界的解释与预测是最准确的，它得到了物理学家的信赖，成为一定时期内这门学科的方法论信条。即使实践中出现小小的“反常”，人们也不会为此担忧，因为这些小问题不会触及他们所信奉的理论的核心部分，不会动摇整个“范式”的地位。只要努力，这些“反常”很容易就被解决了。在库恩看来，科学就是一定时期内在某个“范式”的作用下不断“解谜”的活动。
但是，当“反常”频频出现，并且再三调整“范式”也无法解决它们时，“范式”就面临“危机”了。如根据经典物理学，光是沿着直线传播的，因此，当观测发现光线在靠近强引力场的情况下会发生偏折时，经典物理学就无法对其作出解释了。
当“危机”在原有“范式”中无法被解决时，“科学革命”便产生了。科学家通过艰苦的努力，终于发现有新的理论可以成功地解决困扰着旧“范式”的“危机”，于是，该领域的研究进入了新的时代——新“范式”时代。科学活动从反常期进入了又一个新的常态期，完成了“范式”的转换。还是以“光线偏折”的例子来说明，经典物理学无法解释的现象，在爱因斯坦的广义相对论中却得到了准确的解释，于是相对论物理学便在20世纪成了继经典物理学之后的物理学的新“范式”。
危机的深化引发了新旧范式更替的科学革命，科学因革命而进步。库恩的理论为我们勾勒了科学革命的过程，而他所选取的历史主义视角也为我们理解科学活动提供了新的思路。
