Et paradigme er ifølge Kuhn et system av bestemmelser, definisjoner og eksempler som anerkjennes av utøverne innen en vitenskapelig disiplin. På det mest fundamentale plan bestemmer paradigmet hvilke kategorier av ting som finnes i verden (for eksempel form og stoff, ånd og materie eller kanskje bare atomer) og hvordan disse tingene oppfører seg (om de for eksempel virkeliggjør seg, støter borti hverandre eller kanskje virker på hverandre på avstand).

Et paradigme er med andre ord et helt verdensbilde. Dermed foreskriver paradigmet også hva som er gyldige metoder, forskningsområder og kriterier for løsninger av vitenskapelige problemer. Utøverne av en bestemt vitenskapsdisiplin lærer alltid alle disse tingene sammen. For utøverne av vitenskap er paradigmet derfor først og fremst uttrykt i eksempler på særlig vellykket vitenskapelig problemløsning.

Eksistensen av et paradigme er ifølge Kuhn en forutsetning for at den praksis som vi forbinder med vitenskap er mulig. En vitenskapelig disiplin blir til først idet dens første paradigme etableres. Før dette, i disiplinens før-paradigmatiske fase, yter den ikke det vi forstår som vitenskap. Med etableringen av et paradigme blir det skapt en normalvitenskapelig tradisjon.

Normalvitenskapelig forskning drives innen paradigmet som akseptert modell. Når et nytt paradigme antas er det fordi det virker lovende, ikke fordi det har bevist sin overlegenhet. Normalvitenskapen har derfor som mål å utdype og å presisere paradigmet. Fordi det foregår innen bestemte rammer får det normalvitenskapelige arbeid en bestemt karakter, det består av en egen art problemløsning (puzzle-solving). Det spesielle med normalvitenskapens problemer er at det på forhånd finnes regler for hvordan man går fram og regler for hva som er en vitenskapelig løsning på problemet. Man kan i utgangspunktet være sikker på at det finnes en løsning og omtrent hva den vil bestå i. Det er med andre ord ikke meningen å oppdage nye fenomener eller utvikle nye teorier. Uventede resultater og problemer som ikke lar seg løse på den foreskrevne måte er, fra et normalvitenskapelig synspunkt, å anse som feil.

Normalvitenskap beskrives av Kuhn som et forsøk på å ordne og om nødvendig presse naturen inn i paradigmets skjema. Dersom naturen skulle vise seg å gjøre urimelig mye motstand kan det vise seg nødvendig å forsøke seg med et nytt skjema. Dette kan imidlertid ikke gjøres innenfor normalvitenskapen, bare gjennom krise og ekstraordinær vitenskap.

I vitenskapenes før-paradigmatiske fase finnes det ifølge Kuhn tenkere som hver for seg driver med vitenskap, men uten at deres virke som helhet blir til vitenskap. Ulike skoler har hvert sitt syn på hva som er de fundamentale (ontologiske) størrelser, virkende krefter og prosesser innen et bestemt område. Hver teori har sitt fortrinn, hver teori er bedre til å forklare enkelte fenomener, men ingen er tilstrekkelig overbevisende til å samle alle utøverne.

Den før-paradigmatiske tilstand opphører idet en teori lykkes i dette, eller snarere idet en teori lykkes i å samle tilstrekkelig mange utøvere til at disse lykkes i å definere vitenskapelighet og dermed marginalisere og skille ut de som ikke går over til det nyetablerte paradigmet. En ny disiplin er skapt, og utøverne konstituerer seg som gruppe ved hjelp av etableringen av et vitenskapelig selskap, vitenskapelige tidsskrifter osv. Det utvikles en disiplinintern terminologi. Utøverne henvender seg fra nå av mest til hverandre, ikke til grupper utenfor disiplinen.

Samtidig begynner disiplinen å gjøre framskritt. Paradigmet gir forskningen retning og systematikk. Det frigjøres ressurser ved at utøverne nå kan ta grunnlaget for sin vitenskap for gitt, spesialisere seg og bygge på andre utøveres innsats. Delvis gjøres det også framskritt rett og slett fordi det først med etableringen av en disiplin finnes kriterier for hva som er framskritt.

Framskritt - revolusjon eller kumulativ prosess?

Kuhn henviser til bruken av begrepet revolusjon i politisk betydning for å illustrere de vitenskapelige revolusjoners karakter. Poenget er at revolusjon må forstås som noe mer enn en plutselig, rask eller omfattende utvikling. I politisk språkbruk betegner revolusjon et brudd med de etablerte institusjonelle rammer for politikken. På samme måte dreier vitenskapelige revolusjoner seg om endringer som det ikke er rom for innen et etablert paradigme. Bruddet med de institusjonelle rammer betyr at konkurrerende paradigmer ikke kan vurderes ut fra felles anerkjente kriterier. Tilslutningen til det ene eller andre paradigmet må i hvert fall delvis skje ut fra subjektive kriterier.

Kuhns beskrivelse av vitenskapens utvikling står i motsetning til en oppfatning av vitenskapen som en kumulativ prosess. Ifølge denne er vitenskapshistorien å forstå som en lang prosess av innsamling av fakta og utvikling av teorier som stemmer bedre og bedre overens med virkeligheten. Den vitenskapelige kunnskap er blitt stadig mer korrekt, presis og omfattende. Viten har opp gjennom århundrene erstattet uvitenhet.

Kuhn gir to argumenter mot en slik oppfatning, et historisk og et prinsipielt. Historisk har ifølge Kuhn så godt som alle nye fenomener og teorier vært assosiert med paradigmeskifte. Dessuten er det også prinsipielt usannsynlig at vitenskapen har utviklet seg kumulativt. Normalvitenskapen er nemlig ikke innstilt på å oppdage noe nytt. Det uventete er innen normalvitenskapen å betrakte som en feil. Derfor er det først etter en periode av krise og ekstraordinær vitenskap at nye fakta i det hele tatt blir til fakta i et nytt paradigme.

Ifølge Kuhn består altså vitenskapens utvikling ikke i at ny kunnskap legges til den gamle, men av normalvitenskapelige perioder av kumulativ økning i kunnskapsmengden avbrutt av revolusjonære episoder av grunnleggende omstrukturering av kunnskapsmengden.

I hvilken forstand kan man snakke om vitenskapelig framskritt dersom hvert nytt paradigme innebærer at man definerer nye fundamentale kategorier og bygger opp hele kunnskapsmengden på ny? Kuhn understreker at både de vitenskapelige revolusjoner og periodene av kumulativ normalvitenskap er nødvendige for vitenskapens utvikling. Det er det normalvitenskapelige arbeidet som ved sin spesialisering og grundighet produserer anomalier, som avdekker det gamle paradigmets mangler og leder til krise og et nytt paradigme. At valget av paradigmer må gjøres av det vitenskapelige kollegium og ikke er fritt for subjektive vurderinger betyr dessuten ikke at det er vilkårlig. Paradigmets evne til å løse problemer og å skape nye områder for forskning vil veie tungt i beslutningsprosessen. Gruppen av forskere vil sørge for at antallet løste problemer og løsningenes presisjon fortsetter å øke.

Men Kuhn hevder at denne utviklingen ikke kan forstås som en utvikling i retning av et riktigere og sannere bilde av virkeligheten. Vitenskapen har gått fra å beskrive verden på én måte til å beskrive verden på en annen måte, men den er ikke på vei til å beskrive verden på den riktige måten.

Kuhns bok presenterer et nytt vitenskapsteoretisk paradigme. Den er en oppfordring om å forsøke å se vitenskapens historie, arbeidsmåte og karakter på en fundamentalt ny måte. Utviklingen går fra et bestemt utgangspunkt, men ikke i retning av et mål, hevder Kuhn, og avslutter boken med å minne om et lignende skifte i synet på den biologiske utvikling, fra de tidligere evolusjonisters målstyrte prosess til Darwins teori om evolusjon ved naturlig utvalg.