وی نظریه علمی خود را در کتاب «ساختار انقلاب‌های علمی» در سال 1962 مطرح کرده است.
یکی از هدف‌های کوهن در این کتاب، مبارزه با مفروضات عموما پذیرفته شده، درباره شیوه دگرگونی علوم است. به نظر افراد عادی و بسیاری از دانشمندان، علم به شیوهای انباشتی پیشرفت می‌کند و هر پیشرفتی در علم خواه‌ناخواه برپایه پیشرفت‌های پیشین آن استوار است.
براساس این نظر، علم از طریق افزایش‌های تدریجی ولی مداوم دانش،به پایه کنونی رسیده است و در آینده نیز به پایه‌های بلندتری دست خواهد یافت.
این برداشت از علم، از سوی نیوتن اعلام شده بود. او گفته بود:«اگر من افق گسترده‌تری دیده‌ام، برای آن است که بر شانه غول‌هایی ایستاده‌ام.» اما کوهن این برداشت مبتنی بر توسعه انباشتی علم را افسانه خواند و در صدد افشای بی‌پایگی آن برآمد.
کوهن در کتاب «ساختار انقلاب‌های علمی» بر این عقیده است که پیش‌فرض‌هایش درباره ماهیت علم از هم پاشیده شده است. او دریافت که تبیین‌های سنتی از علم، خواه استقراگرا و خواه ابطال‌گرا، با شواهد تاریخی تطبیق نمی‌کند. پس از آن کوهن کوشید تا درباره علم نظریه‌ای مطرح کند که با واقعیات تاریخی توافق داشته باشد.
نظریه علمی کوهن در این کتاب براین اصل استوار است که تاریخ علوم طبیعی (ستاره‌شناسی، فیزیک، شیمی و زیست‌شناسی) پیوسته و بدون گسیختگی نیست. در پوزیتیویسم منطقی، تفکیک و تمییز میان حقیقت علمی، خطا، خرافه و اسطوره بسیار اساسی بود، اما وقتی به پیدایش و مرگ نظریه‌های علمی نظر بیفکنیم ، می‌بینیم که دیگر ممکن نیست این تفکیک با دقت و صراحت صورت گیرد.
بنابراین کتاب «ساختار انقلاب‌های علمی» کوهن در عین حال که از تاریخ، فلسفه و جامعه‌شناسی شناخت مایه می‌گیرد، این دیدگاه را مطرح می‌کند که پیشرفت علمی به شیوه‌های خطی و تراکم‌پذیر صورت نمی‌گیرد؛ بلکه به صورت «جهش» تحقق می‌یابد. این‌گونه «جهش»ها هنگامی پیش می‌آیند که مجموعه‌ای از نظریه‌ها دچار «بحران» می‌شود و پس از مدتی «جای خود را به مجموعه نظریه دیگری که به شیوهای متفاوت سازمان یافته است، می‌دهد.
بدین ترتیب به اعتقاد کوهن، بحران شرط لازم قبلی برای ظهور نظریه‌ای تازه است، اما این‌که متفکران و پژوهشگران چگونه با شرایط بحرانی برخورد می‌کنند، کوهن با بهره‌گیری از روش «پارادایم» یا نمونه شاخص،می‌گوید؛ یک نظریه علمی پس از آن‌که مورد چالش «پارادایم» جدیدی قرار گرفت، اعتبار خود را از دست می‌دهد.
در این فرآیند، تصمیم برای کنار زدن یک نظریه، همواره همزمان با تصمیم برای پذیرش نظریه جایگزین آن است. بنابراین رد و نفی یک صورت مثالی (پارادایم) همواره با پذیرفتن یک صورت مثالی جدید همزمان و قرین است به نظر کوهن، انقلاب‌های علمی پیکار جهان بینی‌های مختلفی هستند.
او از این جهان بینی‌های پیاپی، که لایه زیرین کار دانشمندان را در هر دوره‌ای تشکیل می‌دهند، با عنوان «پارادایم» یاد می‌کند. هر پارادایمی نوعی «قالب رشته‌ساز علمی»مرکب از فرضیه‌های نظری عام به علاوه مجموعه قوانین و فن‌آوری‌های لازم برای به کار انداختن آنهاست.
بنابراین، تحقیق علمی همواره حول یک الگوی «پارادایم» سامان می‌پذیرد که عبارت است از «شبکه‌ای نیرومند از التزامات و تقیدات مفهومی،تئوریک ابزاری و روش شناختی». به این ترتیب هرالگو، مجموعه‌ای است از مدل‌های تبیین علمی،آزمایش‌های الگووار، مبانی جهان شناختی و امثال آن‌که محققان، مسایل تحقیقاتی دقیق‌تر خود را در دل آنها صورت‌بندی و تعریف می‌کنند.
پارادایم، هنجار فعالیت در زمینه داده شده را تعریف کرده و در نهایت، سرشت امور واقعی را که پژوهشگران «مجاز» به مشاهده آنها هستند، تعیین می‌کند. شکی نیست که هر پارادایمی در طول زمان، باید با برخی از تجربه‌ها همنشین شود که به نظر می‌رسد با آن در تناقض‌اند؛ ولی پارادایم تا مدتها قادر به تحمل این آزمون است.
نظریه‌های بزرگ علمی دقیقا برای همین منظور ساخته شده‌اند که بتوانند خود را با اکثریت موارد امور واقعی شناخته شده منطبق سازند. این در ضمن دلیلی است که نشان می‌دهد چرا کوهن هم با اصل بطلان‌پذیری، چه به شکل پیچیده آن (لاکاتوش )و چه در قالب کلاسیک‌اش(پوپر) مخالف است و هم با تلقی استقرایی شناسایی(کارناپ).
در عوض ، هنگامی که«نابهنجاری‌های» مشاهده شده زیاد از حد متعدد و انبوه می‌شوند، به این جهش‌های اسرارآمیز زیرزمینی و همواره د شوار از لحاظ تاریخ گذاری در ذهن دانشمندان برمی‌خوریم که سرانجامش به ایجاد تغییر در پارادایم، یعنی به نوعی از «انقلاب» علمی می‌انجامد.
در مجموع می‌توان گفت که کوهن دگرگونی‌های بزرگ در علم را در نتیجه انقلاب‌ها می‌داند. او نظریه‌ای را درباره چگونگی رخداد دگرگونی‌های عمده در علم ارائه داده که «چالمرز» آن را به این شکل خلاصه کرده است:
علم- علم عادی- بحران- انقلاب- علم عادی جدید- بحران جدید.
منابع:
1 - جورج ریتزر، نظریه جامعه‌شناسی در دوران معاصر،ترجمه محسن ثلاثی، تهران، نشر علمی،1384، ص630.
2 - کریستیان دولا کامپانی، تاریخ فلسفه در قرن بیستم ترجمه باقر پرهام، تهران، انتشارات آگاه، 1382، ص483.
3 - ژان لاکوست ، فلسفه در قرن بیستم، ترجمه رضا داوری،تهران، سمت، 1375، ص144.
4 - دانیل بل، تبیین در علوم اجتماعی، ترجمه عبدالکریم سروش، مؤسسه فرهنگی صراط 1381، ص345.
5 -کریستیان، همان منبع، ص484.
6 - چالمرز، چیستی علم، ترجمه سعید زیباکلام، سمت، 1378، ص107.