Khoa học khám phá sự thật thông qua quan sát. Không chỉ khoa học, mà học thuật nói chung có thể được mô tả như một hoạt động trí tuệ tìm kiếm những sự thật phổ quát thông qua quan sát và tích lũy chúng thành kiến thức.
Mặt khác, việc phát triển các vật thể và hệ thống là một hoạt động trí tuệ khác biệt so với học thuật. Phát triển tạo ra các vật thể và hệ thống mới thông qua thiết kế, hiện thực hóa sự phong phú vật chất và tiến bộ công nghệ.
Nhìn chung, có một mối quan hệ trong đó kiến thức tích lũy thông qua học thuật được sử dụng trong phát triển.
Hơn nữa, một số lĩnh vực học thuật, như kỹ thuật, tích lũy kiến thức được khám phá trong quá trình phát triển. Những lĩnh vực này được gọi là khoa học ứng dụng và đôi khi được phân biệt với các khoa học cơ bản như vật lý.
Như vậy, học thuật tập trung vào việc khám phá sự thật thông qua quan sát, trong khi phát triển tập trung vào việc phát minh ra các vật thể và hệ thống thông qua thiết kế, mỗi bên đại diện cho các hoạt động trí tuệ khác nhau.
Tuy nhiên, trong chính học thuật, hoạt động trí tuệ của việc phát minh thông qua thiết kế cũng tồn tại.
Đây chính là thiết kế khung.
Ví dụ rõ ràng về thiết kế khung trong khoa học là thuyết địa tâm và thuyết nhật tâm.
Thuyết địa tâm và thuyết nhật tâm không phải là những giả thuyết cạnh tranh xem cái nào là sự thật. Chúng là những lựa chọn về khung khái niệm nào để áp dụng vào các sự thật được quan sát.
Giá trị của chúng được đánh giá không phải bằng tính đúng đắn, mà bằng tính hữu dụng, và chúng được chọn dựa trên tính hữu dụng cho từng tình huống cụ thể.
Đây chính xác là một phát minh thông qua thiết kế, chứ không phải một khám phá thông qua quan sát.
Cơ học Newton, thuyết tương đối và cơ học lượng tử cũng là những ví dụ về thiết kế khung. Đây cũng là những khung khái niệm được chọn dựa trên tính hữu dụng, chứ không phải tính đúng đắn, cho các tình huống khác nhau.
Những điều này được gọi là sự thay đổi mô hình (paradigm shifts), nhưng chính xác hơn là nên xem chúng không phải là một sự thay đổi hoàn toàn trong tư duy, mà là sự gia tăng các lựa chọn hữu ích. Do đó, có lẽ thích hợp hơn khi gọi chúng là phát minh mô hình (paradigm inventions) hoặc đổi mới mô hình (paradigm innovations).
Không chỉ trong khoa học mà còn trong nhiều lĩnh vực học thuật khác, các khung khái niệm mới, hữu ích cao đôi khi được phát minh, chứ không chỉ đơn thuần được khám phá thông qua quan sát.
Khi được sắp xếp theo cách này, rõ ràng là hoạt động trí tuệ của việc phát minh thông qua thiết kế chiếm một vị trí rất quan trọng trong học thuật.
Sự khác biệt về Bộ kỹ năng
Khám phá thông qua quan sát và phát minh thông qua thiết kế là hai hoạt động trí tuệ khác biệt lớn. Do đó, mỗi hoạt động đòi hỏi một bộ kỹ năng riêng biệt.
Những người đã tạo ra những đổi mới mô hình lớn trong học thuật có lẽ đã sở hữu hai bộ kỹ năng khác nhau này.
Mặt khác, nhiều học giả và nhà nghiên cứu có thể đạt được sự công nhận bằng cách viết các bài báo nếu họ thành thạo trong hoạt động trí tuệ là đưa ra những khám phá thông qua quan sát trong các khung đã được phát minh.
Vì lý do này, không phải tất cả các học giả và nhà nghiên cứu đều nhất thiết phải sở hữu bộ kỹ năng để phát minh thông qua thiết kế. Trên thực tế, các cơ hội để tham gia vào những phát minh như vậy hoặc để tìm hiểu tầm quan trọng của chúng có lẽ không nhiều.
Do đó, không có gì ngạc nhiên khi hầu hết các học giả và nhà nghiên cứu đều nghiêng về bộ kỹ năng khám phá thông qua quan sát, và chưa thực sự có được các kỹ năng thiết kế khung.
Kỹ sư phần mềm
Mặt khác, cũng có những người có nghề nghiệp là phát triển. Một ví dụ điển hình là các loại kỹ sư khác nhau tham gia vào quá trình phát triển.
Bộ kỹ năng để phát minh thông qua thiết kế, ở các mức độ khác nhau, là một kỹ năng thiết yếu đối với các kỹ sư trong lĩnh vực tương ứng của họ. Hơn nữa, những kỹ năng này được tích lũy thông qua công việc phát triển hàng ngày.
Tuy nhiên, những kỹ năng thiết kế như vậy đòi hỏi chuyên môn độc đáo trong từng lĩnh vực và, ngoài các yếu tố rất cơ bản, không dễ dàng áp dụng cho các lĩnh vực khác.
Đặc biệt, thiết kế khung trong học thuật là một lĩnh vực chuyên biệt liên quan đến việc cấu hình lại các khái niệm trừu tượng ở cấp độ siêu.
Do đó, việc chỉ đơn giản sở hữu một bộ kỹ năng thiết kế không có nghĩa là người ta có thể áp dụng nó vào thiết kế khung.
Tuy nhiên, trong số các kỹ sư, kỹ sư phần mềm là độc nhất. Điều này là do việc thiết kế các khái niệm trừu tượng bằng cách cấu hình lại chúng ở cấp độ siêu là một phần công việc thường ngày của họ trong thiết kế phần mềm.
Vì lý do này, các kỹ sư phần mềm có khả năng sở hữu bộ kỹ năng cần thiết cho thiết kế khung học thuật.
Tất nhiên, để đạt được những ứng dụng nâng cao như thiết kế khung học thuật, người ta phải xuất sắc trong thiết kế khái niệm trừu tượng.
Hơn nữa, những cá nhân có thói quen suy nghĩ về các mô hình thiết kế mới sẽ rất phù hợp cho công việc này.