نظریات انقلابی در علم، مجموعه‌ای از مفاهیم و ایده‌هایی است که موجب ایجاد پارادایم جدیدی در علم شدند. این نظریات تغییرات پارادایمی و شکستن مرزهای معمول را هدف می‌گیرند. آنها نگاهی نوین و نقادانه به مسائل علمی ارائه می‌دهند و باعث تحول و پیشرفت علم می‌شوند. نظریات انقلابی در علم به خلاقیت، نوآوری و تغییرات جدید تکیه می‌کنند.
1- خورشیدمرکزی: کوپرنیک در سال ۱۵۴۳
نیکلاس کوپرنیک، ریاضی‌دان، اخترشناس و نظریه‌پرداز لهستانی - آلمانی، در سال 1543 میلادی کتابی با عنوان «درباره گردش‌های جهانی اجرام آسمانی» منتشر کرد. او در این کتاب نظریه‌ای جسورانه ارائه داد که مطابق آن، خورشید در مرکز منظومه شمسی قرار دارد و زمین به همراه سایر سیارات به دور آن می‌چرخند. این نظریه بر خلاف نگرش مرسومی بود که عمدتاً از طرف کلیسا اشاعه داده می شد که بر اساس آن زمین در مرکز کائنات قرار دارد.
2- نظریه تکامل چارلز داروین درسال ۱۸۵۹
چارلز داروین در کتاب معروف خود با عنوان «منشأ انواع» که در سال 1859 منتشر شد، نظریه‌ای انقلابی را مطرح کرد. وی بر این باور بود که انواع موجودات زنده از جمله انسان، نه به طور جداگانه بلکه از طریق فرآیندی به نام «انتخاب طبیعی» یا «بقای اصلح» تکامل پیدا کرده‌اند. بر اساس این نظریه، موجودات زنده می‌توانند ویژگی‌های مناسب‌تری کسب کنند تا بتوانند بهتر در محیط زندگی خود تطابق یابند. این ویژگی‌ها از طریق جهش ژنتیکی ایجاد می‌شود و اگر موجودات مناسب‌تر بتوانند زنده بمانند و بچه‌دار شوند، ویژگی‌های آنها در جمعیت بیشتر می‌شود. داروین با این نظریه توانست تکامل و تنوع زیستی را توضیح دهد.
3- نظریه کوانتوم در سال های ۱۹۰۰-۱۹۲۶
سومین نظریه انقلابی که در تلریخ علم تاثیری شگرف داشته است، نظریه کوانتومی می باشد.
نظریه کوانتوم اساس فیزیک نیوتنی را متزلزل کرد و ویژگی‌های عجیبی درباره طبیعت آشکار کرد که هیچ‌کس تا آن زمان تصور آن را هم نکرده بود.
نظریه کوانتوم به ما یاد می دهد که دنیای اتمی دارای خصوصیات عجیبی است که با تجربه ما از زندگی روزمره متفاوت است. بر خلاف مکانیک کلاسیک که برای اشیای بزرگ صدق می کند، ذرات بسیار کوچک خاصیت موجی و ذره ای دارند. کمیت‌های فیزیکی در سطح اتمی و زیراتمی، مقادیر کوانتومی و گسسته ای به خود می‌گیرند. این نظریه باعث پیشرفت‌های بزرگ در حوزه‌های مختلف علمی شده و زمینه‌ساز فناوری‌های امروزی بوده است.
4- نسبیت عام اینشتین در سال ۱۹۱۵
نظریه نسبیت عام، یکی از انقلابی‌ترین نظریات فیزیکی قرن بیستم بود که توسط آلبرت انیشتین مطرح شد. این نظریه به جای مفهوم نیوتنی زمان و مکان، زمان-فضا را به عنوان یک بافته چهاربعدی معرفی کرد. بر اساس نظریه نسبیت عام، گرانش به عنوان اثر خمش زمان-فضا توضیح داده می‌شود. همچنین این نظریه پیش‌بینی کرد که نور در میدان گرانشی خم می‌شود. پیش‌بینی‌های بسیار دقیق این نظریه شواهد آزمایشگاهی محکمی برای صحت آن فراهم کرد و انقلابی در فهم ما از کیهان ایجاد کرد.
5- نسبیت خاص اینشتین در سال ۱۹۰۵
نظریه نسبیت خاص اینشتین، که در سال 1905 ارائه شد، یک انقلاب در فیزیک به شمار می‌رود. این نظریه دو مفهوم کلیدی مکانیک نیوتونی و الکترومغناطیس مکسول را با هم ترکیب کرد و زمان و فضا را وابسته به سرعت مرجع دانست. سرعت نور در فضای آزاد، برای همه ناظران، صرف‌نظر از حرکت نسبی‌شان یا حرکت منبع نور، ثابت است. همچنین زمان و فاصله در سیستم‌های مرجع مختلف با هم تفاوت دارند. پیش‌بینی‌های اینشتین مبنی بر تغییر زمان با سرعت و پدیده دیررسی نور توسط آزمایش‌های بعدی تأیید شدند.
6- مکانیک آماری در اواخر قرن ۱۹
مکانیک آماری در ساده‌ترین حالت می‌خواهد توضیح دهد که چرا یک سیستم میکروسکوپی دارای ویژگی‌هایی نظیر دما و فشار است.
ایده اصلی این است که اگر ما به جای نگاه کردن به سیستم به عنوان یک کل مجزا، به ذرات سازنده‌اش نگاه کنیم، می‌توانیم رفتار میکروسکوپیک آن را توضیح دهیم.
مثلاً ما می‌دانیم گاز دارای دما و فشار است. مکانیک آماری می‌گوید اگر مولکول‌های سازنده‌اش را بررسی کنیم، متوجه می‌شویم که حرکت آشوبناک آنها باعث دما و فشار می‌شود یا برای جامد، حرارت ناشی از تکان‌های اتم‌ها و مولکول‌هاست که مکانیک آماری آن را توضیح می‌دهد.
7- صفحات تکتونیک: آلفرد ویگنر ۱۹۱۲ ؛ توزو ویلسون ۱۹۶۰
تئوری صفحات تکتونیک یکی از مهم‌ترین نظریات علمی قرن بیستم بود که توضیح می‌داد چگونه قاره‌ها و اقیانوس‌ها تشکیل شده‌اند و همچنان در حال تغییر هستند.
این نظریه بر مبنای این ادعا است که پوسته زمین به قطعات بزرگی به نام صفحات تکتونیک تقسیم شده است که بر سطوح زمین در حال حرکت هستند. صفحات در مرزهایشان با هم برخورد می‌کنند یا از هم دور می‌شوند.
برخورد و حرکت صفحات موجب بروز پدیده‌هایی مثل زمین‌لرزه، آتشفشان و تشکیل کوه‌زایی می‌شود. همچنین این حرکات باعث جدایی و پیوستن قاره‌ها به یکدیگر می‌شود که تکامل زمین را توضیح می‌دهد.
8- نظریه اکسیژنی احتراق: آنتوان لاوازیه ۱۷۷۰
آنتوان لاوازیه یک شیمیدان و فیزیکدان فرانسوی در قرن ۱۸ میلادی بود. او به عنوان پدر شیمی مدرن شناخته می‌شود و به تعیین نظریه اکسیژنی احتراق عمده‌اش معروف است.
نظریه اکسیژنی احتراق لاوازیه اساسی برای توسعه شیمی مدرن و درک علمی احتراق بود. این نظریه مبنایی برای بسیاری از تحقیقات و آزمایش‌های شیمیایی در آینده قرار گرفت و به توسعه نظریه‌ها و مفاهیم دیگری مانند ترمودینامیک شیمی و اکسیداسیون کمک کرد.
9- نظریه بازی‌ها با نقش‌آفرینی مهم جان نَش در سال ۱۹۵۰
نظریه بازی‌ها مفهومی ریاضی است که برای مطالعه تصمیم‌گیری و رفتار در شرایط تعاملی به کار می‌رود. این نظریه شامل مفاهیمی مانند بازی با حاصل جمع صفر، تعادل نش، استراتژی‌ها و پاداش‌ها است. بازی‌ها می‌توانند معمولی، تعاملی یا تکراری باشند و در حوزه‌های مختلفی مانند علوم اجتماعی، اقتصاد، روانشناسی و بیولوژی مورد استفاده قرار می‌گیرند. نظریه بازی‌ها به ما کمک می‌کند تا رفتارهای پیچیده تصمیم‌گیران را در مواجهه با عوامل خارجی و تعاملات با دیگران درک کنیم.
10- نظریه اطلاعات در سال ۱۹۴۸
نظریه اطلاعات شانن، مفهومی ریاضی برای اندازه‌گیری و انتقال اطلاعات است. با استفاده از این نظریه، می‌توانیم میزان اطلاعات موجود در یک سیگنال را به طور دقیق اندازه‌گیری کنیم و روش‌های بهینه برای انتقال اطلاعات را مشخص کنیم. نظریه اطلاعات شانن در حوزه‌هایی مانند ارتباطات، کدگذاری اطلاعات و فشرده‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
دیدگاه