解説
＊三択問題に変更しています。
principles は「原理、法則」の意味です。この文のように、「自然を支配する原理」や「現象の背後にある仕組み」の意味で使われます。the basic principles of science 「科学の基本原理」で覚えてしまいましょう。
substitute は「代理品、代役」の意味です。スポーツで控え選手のことを「サブのメンバー」と言ったりしますが、substitute の「サブ」のことです。
critics は「批評家、評論家」です。criticize, criticism, critical など派生語もどんどん覚えましょう。
You must understand the basic principles of science in order to know why water becomes steam when it boils.（水が沸騰するとなぜ水蒸気になるのかを知るためには、あなたは科学の基本的な原理を理解しなければならない）
この問題は語い力をそのまま試している問題で、まずは選択肢の英単語を知らなければなりません。その際に、特に求められているのは、英単語一語だけでの意味よりも、the basic principles of science のようなフレーズが頭に入っているかどうかです。単語帳で「単語を覚える」のですが、たくさんの文章に触れて、こうしたフレーズに馴染んでおくことも重要です。