Avec La Structure des révolutions scientifiques, publiée en 1962, Thomas Kuhn remet en question l’idée d’un progrès scientifique toujours continu et cumulatif. Il critique l’image d’un progrès constitué par une simple accumulation continue de faits. Selon lui, une communauté savante travaille souvent à l’intérieur d’un « paradigme », c’est-à-dire d’un ensemble partagé de théories, de problèmes exemplaires, de méthodes et de critères d’évaluation. Durant les périodes de « science normale », les chercheurs résolvent des difficultés définies à partir de ce cadre et contribuent à enrichir les connaissances sans remettre constamment en cause leurs fondements.
Dans les activités ordinaires de recherche, certaines observations finissent néanmoins par résister aux explications admises : Kuhn les nomme « anomalies ». Lorsqu’elles deviennent suffisamment importantes et provoquent une crise de confiance, un nouveau cadre théorique peut émerger. Une révolution scientifique correspond alors à une transformation de la manière de formuler les questions, d’interpréter les observations et de reconnaître les solutions pertinentes. L’histoire de l’astronomie entre les systèmes géocentrique et héliocentrique fournit un exemple classique. Le changement n’est pas nécessairement instantané, et les acteurs peuvent discuter longtemps des mérites des théories concurrentes.
Kuhn montre que les communautés scientifiques travaillent généralement à partir de cadres partagés qui orientent les questions, les méthodes et l’interprétation des résultats. Lorsque certaines anomalies résistent et que de nouvelles propositions s’imposent, ces cadres peuvent être profondément transformés. Il ne faut cependant pas conclure que toutes les théories auraient la même valeur : la critique de Kuhn porte d’abord sur l’histoire des changements scientifiques et sur leurs conditions collectives. Son œuvre rappelle que la connaissance est produite par des communautés organisées, dont les certitudes peuvent évoluer à la lumière de nouveaux problèmes et de nouvelles méthodes.