Ang agham ay isang sistematikong pagsisikap na bumubuo at nag-aayos ng kaalaman sa anyo ng mga nasusubok na paliwanag at mga hula tungkol sa uniberso. Ang mga teorya sa agham ay mga komprehensibong paliwanag ng ilang aspeto ng kalikasan na sinusuportahan ng napakaraming ebidensya. Ang mga ito ay hindi lamang mga haka-haka ngunit malalim na mga insight sa kung paano gumagana ang mundo, na nakumpirma sa pamamagitan ng mahigpit na pagsubok at eksperimento. Tuklasin ng araling ito ang mga pangunahing teorya ng agham na bumubuo sa gulugod ng ating pag-unawa sa uniberso.
Ang teorya ng ebolusyon sa pamamagitan ng natural na seleksyon, na unang binuo ni Charles Darwin, ay nagpapaliwanag kung paano nagbabago ang mga species sa paglipas ng panahon sa pamamagitan ng random na mutation at pagpili. Ito ay nagsasaad na ang mga indibidwal na may mga katangian na nagpapahusay sa kanilang kaligtasan at pagpaparami ay mas malamang na maipasa ang mga katangiang iyon sa susunod na henerasyon. Sa paglipas ng panahon, maaari itong humantong sa mga makabuluhang pagbabago sa mga species, na humahantong sa pagkakaiba-iba ng buhay na nakikita natin ngayon.
Ang isa sa mga klasikong halimbawa ng natural na pagpili sa pagkilos ay ang kaso ng mga peppered moth sa Britain. Bago ang Rebolusyong Pang-industriya, ang karamihan sa mga may sili na gamu-gamo ay may mapusyaw na kulay, na nagbabalatkayo sa kanila laban sa mga punong natatakpan ng lichen, na nagpoprotekta sa kanila mula sa mga mandaragit. Sa panahon ng Industrial Revolution, pinatay ng polusyon ang mga lichen at pinadilim ang mga puno ng uling. Ang mga gamu-gamo na mas madidilim ang kulay ay mayroon na ngayong kalamangan sa kaligtasan, at sa paglipas ng panahon, ang populasyon ay lumipat mula sa magaan patungo sa maitim na gamo. Ang pagbabagong ito ay direktang resulta ng natural selection na udyok ng mga pagbabago sa kapaligiran.
Ang Big Bang Theory ay ang nangungunang paliwanag tungkol sa kung paano nagsimula ang uniberso. Iminumungkahi nito na ang uniberso ay dating nasa sobrang init at siksik na estado na mabilis na lumawak. Ang pagpapalawak na ito ay nagpatuloy sa paglipas ng bilyun-bilyong taon upang mabuo ang uniberso gaya ng alam natin ngayon. Ang isang piraso ng ebidensya na sumusuporta sa teoryang ito ay ang cosmic microwave background radiation, na siyang afterglow ng Big Bang, na nakita sa bawat direksyon sa kalangitan, na nagmumungkahi na ang uniberso ay lumawak mula sa isang napakainit at siksik na estado.
Si Sir Isaac Newton ay bumalangkas ng tatlong batas ng paggalaw na naglalarawan sa kaugnayan sa pagitan ng isang katawan at ng mga puwersang kumikilos dito, at ang paggalaw nito bilang tugon sa mga puwersang iyon. Ang mga batas na ito ay naging pundasyon sa pag-unlad ng klasikal na pisika.
Ang teorya ng relativity ni Albert Einstein ay nahahati sa dalawang bahagi: espesyal na relativity at pangkalahatang relativity. Ang espesyal na relativity ay nagpakilala ng ideya na ang mga batas ng pisika ay pareho para sa lahat ng hindi nagpapabilis na mga tagamasid, at ipinakita nito na ang bilis ng liwanag sa loob ng isang vacuum ay pareho kahit na ang bilis ng paglalakbay ng isang tagamasid. Ang pangkalahatang relativity, sa kabilang banda, ay nag-generalize nito upang isama ang gravity bilang isang pag-aari ng espasyo at oras, o spacetime, sa halip na bilang isang puwersa na kumikilos sa malayo.
Ang isa sa mga pinakatanyag na equation mula sa teoryang ito ay \( E = mc^2 \) , na nagpapakita ng equivalence ng masa at enerhiya. Ang equation na ito ay nangangahulugan na ang isang maliit na halaga ng masa ay maaaring ma-convert sa isang malaking halaga ng enerhiya, na nagpapaliwanag ng malakas na output ng mga nuclear reaksyon at mga bituin, kabilang ang ating Araw.
Ang quantum mechanics ay isang pangunahing teorya sa pisika na nagbibigay ng paglalarawan ng mga pisikal na katangian ng kalikasan sa sukat ng mga atomo at subatomic na mga particle. Ang isa sa mga pangunahing prinsipyo ng quantum mechanics ay ang uncertainty principle, na nagsasaad na hindi natin tiyak na malalaman ang posisyon at momentum ng isang particle sa parehong oras. Hinahamon ng prinsipyong ito ang klasikal na ideya ng determinismo at ipinakilala ang konsepto ng mga probabilidad sa pangunahing pag-unawa sa pisikal na katotohanan.
Ang isang eksperimento na nagpapakita ng mga quantum effect ay ang double-slit na eksperimento, na nagpapakita na ang liwanag at bagay ay maaaring magpakita ng mga katangian ng parehong klasikong tinukoy na mga wave at particle, isang phenomenon na kilala bilang wave-particle duality. Kapag ang mga electron ay pinaputok sa pamamagitan ng isang double slit papunta sa isang screen, lumikha sila ng isang pattern ng interference na tipikal para sa mga wave, hindi kung ano ang inaasahan mo kung sila ay mga particle lamang.
Ang teorya ng mikrobyo ng sakit ay naglalagay na ang mga mikroorganismo na kilala bilang mga pathogen o "germs" ay maaaring humantong sa sakit. Ang teoryang ito ay binuo noong kalagitnaan ng ika-19 na siglo ng mga siyentipiko kabilang sina Louis Pasteur at Robert Koch, na natuklasan na ang mga mikroorganismo ay nagdudulot ng pagbuburo at sakit, ayon sa pagkakabanggit. Ang teorya ng mikrobyo ay humantong sa makabuluhang pag-unlad sa kalusugan ng publiko, kalinisan, at paggamot ng mga sakit sa pamamagitan ng mga pagbabakuna at antibiotic.
Ang mga teorya ng agham ay nagbibigay ng isang balangkas para sa pag-unawa sa natural na mundo. Nakabatay ang mga ito sa empirikal na ebidensya at napapailalim sa rebisyon habang may bagong ebidensyang makukuha. Ang mga teoryang tinalakay sa araling ito ay bumubuo ng ilan sa mga pangunahing konsepto na humubog sa modernong kaisipang siyentipiko.
