Суть любого научного эксперимента состоит в наблюдении явления и получения данных, его характеризующих.
Классификация и анализ экспериментальных данных выявляют характер изменения наблюдаемых величин или их постоянство. Результаты таких исследования формируются в виде определённых закономерностей.
Физическое пространство и время характеризуют три основных типа симметрии: однородность пространства, изотроность пространства и однородность времени.
Ограниченный объём информации, получаемый человеком от каждого органа чувств, позволяет уподобить процесс познания окружающего мира ситуации, которая возникла в притче о пяти слепых, пытавшихся представить себе, что такое слон.
Исследования структуры вещества на пространственных масштабах, меньших атомарных, привели к открытию новых простейших кирпичиков мироздания. В 1887 г. английский физик Джозеф Томсон обнаружил ещё одну частицу - электрон. По своим характеристикам электрон не вписывался в периодическую таблицу химических элементов Д.И.
Начало физике положил итальянский учёный Галилео Галилей, поставивший первые физические эксперименты и предложивший теоретическое объяснение движение тел. До Галилео изучением движения основывалось на чисто философских выводах и было описательным.
Наиболее общими фундаментальными законами физики являются законы сохранения физических величин, в частности законы сохранения импульса, энергии, электрического заряда. Например, в процессе падения тела на Землю изменяется его расстояние от Земли, скорость, но полная энергия не изменяется, она инвариантна.
Первой наиболее перспективной научной гипотезой о строении вещества была идея атомизма. Греческий философ Демокрит в V в. до н.э. предположил, что все вещества состоят из невидимых человеческих глазом малых частиц - атомов. (от греч. atomos - неделимый).
Особенно ценной в физике считается теория, предсказывающая новые экспериментальные эффекты, которые не могут быть объяснены в рамках прежней теории.
Особенностью фундаментальных физических теорий, является их преемственность.
Органы чувств человека сформировались в процессе длительной биологический эволюции. Являясь источником информации об окружающем мире, они обеспечивают необходимый уровень адаптации человека к возможным изменениям внешней среды.
Любое природное явления в окружающем нас мире имеет множество характеристик и признаков. Например, море ассоциируется с водой и пеной, рябью и набегающими волнами, шумом приливов и отливов, водорослями и рыбами.