Rozwój nauki opiera się na formułowaniu hipotez, które potem są weryfikowane eksperymentalnie. Przedstawiony na ilustracji model atomu Bohra był śmiałą hipotezą wyjaśniającą niezgodne z mechaniką klasyczną własności wodoru. Eksperymenty potwierdzały jego słuszność, ale wykazywały pewne braki tej hipotezy. Hipoteza nie wyjaśniała przyczyny takiego zachowania atomu co doprowadziło do sformułowania teorii tworzących podstawy fizyki kwantowej.

Nauka – autonomiczna część kultury służąca wyjaśnieniu funkcjonowania świata, w którym żyje człowiek. Nauka jest budowana i rozwijana wyłącznie za pomocą tzw. metody naukowej lub metod naukowych nazywanych też paradygmatami nauki poprzez działalność badawczą prowadzącą do publikowania wyników naukowych dociekań. Proces publikowania i wielokrotne powtarzanie badań w celu weryfikacji ich wyników, prowadzi do powstania wiedzy naukowej. Zarówno ta wiedza jak i sposoby jej gromadzenia określane są razem jako nauka.

Pojęcie "nauka" w języku polskim jest znacznie szersze niż angielskie "science", które obejmuje jedynie nauki przyrodnicze. Osiągnięcia nauki oraz obraz świata, który ona buduje, stały się częścią kultury masowej. Ludzie z jednej strony wierzą we wszechmoc nauki, ale z drugiej strony obawiają się negatywnych skutków, zastosowania jej w złym celu. Naukowiec budzi szacunek jako osoba starająca się obiektywnie spoglądać na rzeczywistość. Jednocześnie istnieje negatywny stereotyp szalonego badacza w poplamionym fartuchu, który w mrocznym laboratorium przeprowadza podejrzane eksperymenty, aby wykraść naturze jej kolejną tajemnicę.

W opozycji do świata nauki posługującego się metodą naukową znajduje się pseudonauka (i paranauka), której przedstawiciele odrzucają takie podejście do prowadzania badań. Naukowcy wytykają im, że wykorzystują autorytet nauki, aby promować niesprawdzone hipotezy i domysły, które nie dają się zweryfikować naukowo.

Systematyka nauk

Podział tradycyjny

Systematyka tradycyjna dzieli nauki na

Dziedziny nauki w Polsce

Formalno-prawny podział na dziedziny naukowe w Polsce zawarty jest w uchwale Centralnej Komisji do Spraw Stopni i Tytułów z dnia 24 października 2005 roku w sprawie określenia dziedzin nauki i dziedzin sztuki oraz dyscyplin naukowych i artystycznych (Monitor Polski z dnia 12 grudnia 2005 roku).

Najwybitniejsi polscy naukowcy – członkowie rzeczywiści Polskiej Akademii Nauk należą w jej ramach do Wydziałów i Komitetów PAN. Tym samym także strukturę PAN można uznać za odzwierciedlenie podziału dziedzin nauki w Polsce:

Inne podziały

Często ze względu na dużą użyteczność matematyki w naukach przyrodniczych używa się dla nich wspólnego określenia nauki matematyczno-przyrodnicze. Podział ten nie jest jednak zbyt ścisły. Na przykład geografia jest jednocześnie nauką przyrodniczą i społeczną, a historia społeczną i humanistyczną.

Innym typem klasyfikacji jest podział na nauki eksperymentalne, które zajmują się zjawiskami stale i niezmiennie powtarzalnymi oraz nauki punktowe, w których dominuje badanie zjawisk unikalnych mogących wydarzyć się tylko raz. Te pierwsze charakteryzują się możliwością stosowania technik eksperymentalnych, podczas gdy te drugie są skazane na wyjaśnianie zjawisk post factum, bez dokładnej możliwości przewidywania przyszłych zjawisk.

Do tych pierwszych zaliczają się wszystkie nauki ścisłe oraz większość przyrodniczych, oprócz geografii, astronomii i częściowo medycyny oraz biologii. Można jednak do nich zaliczyć również część nauk tradycyjnie społecznych, takich jak historia, ekonomia, politologia czy socjologia. Do tych drugich należy większość nauk humanistycznych, ale także część przyrodniczych – zwłaszcza nauki o Ziemi i astronomia, częściowo także medycyna i biologia.

W zbliżony sposób dzieli się nauki na idiograficzne, czyli takie, które opisują jakieś zjawiska i procesy, nie dążąc do ich wyjaśniania i nomotetyczne, które próbują wyjaśniać zjawiska poprzez tworzenie praw i teorii. Podział ten jednak wydaje się nieaktualny, gdyż obecnie praktycznie wszystkie nauki dążą do tworzenia praw ogólnych. Niemniej jednak do nauk idiograficznych zalicza się etnografię czy działy biologii zajmujące się systematyką.

W różnych okresach dziejów cywilizacji różne dyscypliny nauki faworyzowano jako naukę najważniejszą, największą lub najczystszą, nazywając ją "królową nauk". Miano takie przypisywano filozofii, astrologii, matematyce, fizyce i innym dziedzinom.

Problemy z paranaukami i naukami humanistycznymi

Według Thomasa Kuhna istnieją dyscypliny wiedzy, które znajdują się na etapie przedparadygmatycznym. Nie są one uznane za naukowe ze względu na brak badań i eksperymentów mogących je sfalsyfikować, gdyż nie wypracowano jeszcze odpowiednich metod, w oparciu o które można by przeprowadzić odpowiednie badania. Tego rodzaju wiedzę nazywa się jednak raczej paranauką niż nauką właściwą. Nauką właściwą jest tylko taka wiedza, która jest oparta na rzetelnej metodzie naukowej. Przyczyny, dla których wiele paranauk nie osiąga stadium prawdziwej nauki, są różne. Czasami powodem jest brak środków na badania, a czasami sama natura badanych zjawisk, dla których nikomu dotąd nie udało się zaproponować skutecznego eksperymentu falsyfikującego.

Koncepcja falsyfikowalności jako rozróżnienia nauki od nienauki napotyka na problemy w zakresie nauk humanistycznych, które nie bazują na metodologii, która może być uznana za łatwo wymierną matematycznie czy statystycznie, choć tradycyjna metoda naukowa przewiduje tutaj możliwość falsyfikacji w oparciu o zebrany materiał historyczny. Niemniej natura niektórych badań, np. w zakresie teorii poezji, powoduje, że nie mogą one być poddane jakiejkolwiek falsyfikacji. Podobne problemy występują też przy wielu teoriach psychologicznych i socjologicznych. Wg jednych (np. pozytywistów logicznych) tego rodzaju wiedzy nie można zatem traktować jako nauki, tylko jako rodzaj próby, w miarę systematycznego opisu zjawisk, które z natury nigdy nie poddadzą się pełnemu naukowemu opracowaniu. Inni jednak próbują uznawać tego rodzaju wiedzę za naukę, ze względu na naturę jej tworzenia, która polega na badaniu, dyskutowaniu i publikowaniu otrzymanych wyników, jednak bez możliwości ich falsyfikacji, a co modniejsze ostatnio, także bez jakiejkolwiek weryfikacji merytorycznej (porównaj Sokal hoax).

Powody, dla których szereg dziedzin usiłuje określić się jako permanentnie pozostające ze swej natury poza metodologią naukową, są dwojakiej natury: psychologiczne i finansowe.

Chcąc dostąpić szacunku, jaki wzbudza ogólnie pojęcie naukowości, ich przedstawiciele postulują, aby np. analizę "co poeta miał na myśli" uznać za przejaw analizy naukowej wiersza, a nie za opinię badacza. Warto pamiętać, że olbrzymia ilość znakomicie skonstruowanych teorii, sądów, wypowiedzi i twórczości jak muzyka, poezja, biografistyka, malarstwo, religia i inne wytwory kultury, nigdy nie aspirowała do bycia dziedzinami naukowymi, a pomimo to zyskała powszechne znaczenie i uznanie. Jakości sądów "o tym co poeta miał na myśli" nie umniejsza w żaden sposób fakt ich nienaukowości. Podobnie jeśli ktoś prezentuje pewne poglądy na temat psychologii ludzkiej, jednak ich treść nie pozwala na stwierdzenie w jakich warunkach można je uznać za nieprawdziwe (np. istnieje niematerialna dusza ludzka, jednak nie da się jej w żaden sposób zaobserwować, albo istnieje id, albo uznanie solipsyzmu), to jedyną szansą na utrzymanie szacunku naukowca jest zbudowanie lobby, które przyzna, że wiedza taka jest wiedzą naukową innego niż "falsyfikowalna nauka" rodzaju.