Сложный вопрос про открытие законов физики.

Все бы было бы так просто!

1. Законы физики основаны не на явлениях, процессах и т. п (данных) - а на свойствах материи.. .
2. Свойств много, может быть и бесконечно.. .
3. Мизерная часть их нам доступна напрямую - органами чувств
4. Остальные вынуждены изучать с помощью инструментов и измерений (откуда и берутся графики)
5. Инструменты и идеи что-либо померить берутся из наших идей / представлений / моделей для тех явлений и процессов, которые мы дозрели изучить.. .

Вот и сводится Ваш вопрос к другому - когда, как и почему мы "дозреваем" - то ли в телескоп посмотреть, то ли доярок с оспинами изучить.. .

А тут все понятнее:
1. Сбор и осмысление / обобщение фактов
2. Развитие технологий и новые возможности
3. "Гонка вооружений" и т. п. ( амбициозные проекты... )

"Предполагается, что зная закон физики можно по текущему состоянию системы определить её будущее состояние. " - это критерий правильности любой "новой теории"- хорошая модель / теория / "закон" на все известные вопросы отвечает легко, и открывает массу новых полезных вопросов / возможностей.. .

"Кривые" теории - на старые вопросы отвечают "кое- как", а про новые горизонты - только фантазировать можно.. . (типа "темной энергии")

Открытие законов физики происходит выводом новых следствий из известных законов или придумыванием математических моделей, описывающих результаты экспериментов. Как работает этот процесс - это семантическая интерпретация полученной математической модели. Сама модель может подбираться путем статистического анализа с использованием ряда пробных функций для выбора функции, наиболее точно описывающей результаты эеспериментов.

Абсолютно многие законы Физики (Природы) открывали случайно. Наши глаза видят всё вокруг одинаково, но замечают только то, что хочет видеть его мозг. Я много раз показывал на Севере своим друзьям и товарищам на мираж двойного солнца, но они его до этого не видели, потому что этого не должно быть. Законы Физики открывают люди с неординарным мышлением. Опыт, статистика, модели - это уже "рационализация", а не изобретение (открытие) . Например, бумагу открыли сравнительно недавно, а живущие с нами осы делают свои домики из неё миллионы лет.