科学理論
科学理論を、世界についての基本的情報が書かれた本として、そして研究し書き加え共有しなければならない本として考える例もある。1623年にガリレオ・ガリレイはこのように記している。
哲学(当時の物理学)は、宇宙というこの壮大な本に書かれている。この本は常に私たちに開かれてはいるものの、最初に言語やそこに書かれている文字の解釈の仕方を学ばなければ読むことができない。この本は数学的言語で書かれているが、その文字は円や三角形といった幾何学図形であるため、正しい解釈なしでは人間にその文字を読むことはできず、暗い迷路の中を彷徨うことになるだろう。
理論を本に例える表現は、科学哲学者のイアン・ハッキングによる次のような一節にもみられる。
私自身はホルヘ・ルイス・ボルヘスのファンタジーが好きである。彼の書いた「バベルの図書館」において、神は古いヨーロッパの神話で想像されたような種類の自然界についての本を書かずに、それぞれの本は可能な限り簡潔で、それぞれが互いに矛盾していた。冗長な本は存在しない。すべての本には人間がアクセス可能な自然の一部が存在し、その本だけが、何が起こっているかを理解しこれから起こることを予測しそれに干渉することを可能にする。数学者ゴットフリート・ライプニッツは、神は最も単純な法則で最大限に多様な現象の起こる世界を選択したと言ったが、現象をもっとも簡単な法則で最大化させる方法は、法則同士を矛盾させ、法則が適用できるものとできないものを織り交ぜることであろう。
理論からの予測に反する実験結果が観測された場合、まず科学者はその実験計画が適切だったかを精査して評価し、独立した実験を行い再現性がある結果かを確認する。それから、理論に潜在的な改善の余地がないかを探し始める。解決には、理論に対して大きい・小さい修正を加えることを要するときもあれば、既存の理論の枠組み内で満足する説明が得られ理論自体に手を加える必要が全く無くなることもある。時間がたつにつれて修正された理論が互いの上に重なり合うことで、理論はより改善され予測精度も高まる。修正後の理論や全く新しい理論は従来のものよりも予測・説明の能力が高いことが要求されるため、科学的知識も時を経るにつれて正確になる。
既存の理論の修正で新しい実験結果をなお説明できない場合は、修正の枠を超えた全く新しい理論が必要になる場合がある。科学的知識は概して連続的であるため、その繋がりを断つような新理論の構築は修正に比べて滅多に起こることではない。さらに、その新理論が提唱され受け入れられるまでは、なお既存の理論が使われる。
また化学において酸と塩基に関しては、酸性化合物と塩基性化合物の根底の性質について全く異なる説明がいくつも理論として存在するが、それらは化学反応の挙動を予測するのに役に立っている。
科学的知識と同様に、すべての理論は完全なる確実性(英語版)を持っているわけではなく、将来の実験結果が理論的予測と矛盾する可能性を秘めている。しかしそれでも、科学理論は科学的知識の中で最高レベルの確実性を持っていると広く受け入れられており、たとえばすべての物体が重力の影響を受けていること、地球上の生命すべてがLUCAと呼ばれる共通祖先から進化したことなどがそれに当てはまる。
理論が既に強力な証拠によって信頼が担保されている場合、理論を受け入れるために主要な予測すべてをテストする必要はない。たとえば、そうした追実験の中には技術的な問題などで実行が非現実的なものもあり、その結果その理論は未確認のままの予測をすることになる。こうした場合は予測される結果についてはしばしば「理論的には」とことわりを入れたうえで記述されることも多い。これらの予測はのちに試行が可能になることもあり、その場合は理論が正しいか誤っているかを改めて確かめられる。
物理学者のリチャード・P・ファインマンは次のように述べている。
いくらあなたのその理論が美しくとも、またいくらあなたが賢くても関係ない。実験と一致しないのであれば、それは間違っている。。