TỔNG VÀ KẾT QUẢ
Khi ghi các kết quả đo ta phải tuân thủ theo một vài quy tắc. Sai số đo thường được làm tròn đến một chữ số nếu chữ số đầu tiên khác không lớn hơn 21 và đến hai chữ số nếu nó nhỏ hơn hay bằng 2. Chẳng hạn nếu các sai số tìm được trong các phép đo đã được thực hiện bằng 
83 và 0,0218 thì người ta làm tròn chúng thành 80 và 0,022. Tương ứng, khi viết giá trị trung bình của một đại lượng đo được chữ số cuối cùng phải ở cùng hàng với chữ số cuối cùng trong sai số.
Ví dụ (2,587 
), 4,775 0,022.
Trong các sách tra cứu vật lý, các chữ số có phần có thể bị sai thường được đặt trong dấu ngoặc. Ví dụ, hằng số hấp dẫn
CÁC PHÉP ƯỚC LƯỢNG
Một vài đại lượng quan trọng vẫn không có cách gì xác định được thật chính xác và việc tính các sai số đo vẫn có phần nào đáng tin cậy. Các phép đo như thế thường được gọi là các phép ước lượng. Thí dụ điển hình là các phép ước lượng khoảng cách tới các thiên hà xa xôi nhất dựa trên sự dịch chuyển về đó, các ước lượng tuổi của Trái Đất thu được qua nghiên cứu các nguyên tố phóng xạ của vỏ Trái Đất. Đôi khi người ta nói về ''sự ước lượng về bậc lớn của đại lượng''. Điều đó có nghĩa là, giá trị được đưa ra sai khác với giá trị đúng có lẽ không quá ba - bốn lần. Ta hãy nêu ra đây một ví dụ về cách ước lượng như thế khi phải trả lời câu hỏi: có bao nhiêu người biết lên dây đàn dương cầm ở thành phố Moskva.
Số dân của Moskva có 10 triệu người (chênh lệch một lần rưỡi - hai lần khi ước lượng là không quan trọng). Với quy mô gia đình trung bình gồm 3 người có thể cho rằng trong thành phố có ba triệu hộ gia đình. Chắc là cứ 20 gia đình thì có một cây đàn dương cầm. Cứ 150000 dương cầm phải lên dây một lần trong vòng một năm đến một năm rưỡi, nghĩa là hàng năm ở Moskva người ta phải gọi thợ lên dây đàn 100000 lần. Nếu cho rằng một thợ lên dây đàn làm việc 250 - 300 ngày trong một năm và phải mất một ngày làm việc cho mỗi lần được gọi, thì con số 300 - 400 người đại lý cho loại công việc này là một ước lượng hợp lý.
Nhà vật lý Enrico Fermi là một chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực ước lượng. Trong các thử nghiệm cho quả bom nguyên tử đầu tiên (của Hoa Kỳ vào ngày 16 tháng 7 năm 1945), ngay sau vụ nổ, ông liền đứng dậy và bắt đầu ném nắm giấy xé vụn ra xung quanh. Chỉ sau mấy giây khi mặt sóng xung kích lan truyền tới, sau khi áng chừng khoảng cách các mảnh giấy vụn bị sóng xung kích đẩy đi ông liền ước lượng được công suất của vụ nổ (đương nhiên khoảng cách từ chấn tâm đến nơi ông đứng được biết trước và ông đã tiến hành các tính toán tương ứng từ trước). Phân tích các chỉ số cho bởi nhiều thiết bị đo được tiến hành sau đó đã xác nhận sự ước lượng của Fermi là đúng.
CÁC HẠN CHẾ LƯỢNG TỬ
Ta sẽ dùng 
x để chỉ giá trị của độ lệch tiêu chuẩn theo tọa độ x của vật khỏi kỳ vọng toán học, còn px là giá trị của độ lệch tiêu chuẩn của thành phần x của xung lượng p. Trong cơ học lượng tử người ta gọi các độ lệch này là các bất định của tọa độ và hình chiếu tương ứng của xung lượng. Theo hệ thức bất định của Heisenberg, các bất định này thỏa mãn hệ thức 
> 
. Ở đây 
là hằng số Planck, nó gần bằng 1,055.10-34 J.s. Hạn chế này phản ánh bản chất của các đối tượng lượng tử và không liên quan gì tới sự kém hoàn thiện kỹ thuật của các dụng cụ đo.
Đối với một vật có khối lượng cỡ 1kg, còn tọa độ có độ bất định cỡ kích thước nguyên tử (
), độ bất định của vận tốc sẽ vào cỡ 10-24 m/s. Giá trị này nhỏ đến mức trong các phép đo kỹ thuật và dân dụng, nó được xem là bằng không.
Tuy nhiên khi đo với các vật thể vĩ mô đôi khi vẫn phải chú ý đến các hạn chế lượng tử tới độ chính xác của các kết quả. Trong các ý đồ muốn ghi đo các sóng hấp dẫn, người ta dùng các ống trụ kim loại làm ăngten, khi đó vẫn phải chú ý tới các dao động của chúng có biên độ cỡ 10-20m. Ta phải chú ý tới các hạn chế do hệ thức bất định gây ra.
Độ chính xác cao đến như thế liệu có mâu thuẫn với việc là không thể xác định được vị trí của nguyên tử ngay cả với độ chính xác thấp hơn nhiều bậc? Trả lời cho câu hỏi này là các thiết bị cảm biến không theo dõi từng nguyên tử mà là một số lượng lớn (N) các nguyên tử và xác định toàn bộ chúng về trung bình. Còn độ bất định của nó sẽ nhở hơn 
lần độ bất định về vị trí của một nguyên tử.
NGHỆ THUẬT CỦA THỰC NGHIỆM
Thí nghiệm bên cạnh lý thuyết là một trong hai cột trụ của khoa học vật lý. Đó không đơn giản là sự chiêm ngưỡng các hiện tượng đang diễn ra xung quanh chúng ta, mà sự quan sát một quá trình đang xảy ra trong các điều kiện nhất định được quy định bởi nhà thực nghiệm; theo định nghĩa của Francis Bacon, đó là ''câu hỏi đặt ra cho Tự Nhiên''. ''Thí nghiệm - theo nhà vật lý lý thuyết Nga, viện sĩ hàn lâm Arkadi Beinusovich Migdal - nhằm thử xem các tiên đoán của lý thuyết có còn bền vững được chăng? Một khi lý thuyết tỏ ra không đứng vững được nữa, người ta lại xây dựng một lý thuyết mới có chú ý tới các nhân tố cũ cùng những nhân tố mới xuất hiện trong quá trình kiểm tra''.
Có cả những lý thuyết lớn lẫn các thí nghiệm lớn. Chúng không chỉ dừng lại ở các báo các tại phòng thí nghiệm và trong các tạp chí khoa học, mà còn làm thay đổi, trực tiếp hay gián tiếp, cuộc sống thường nhật của chúng ta. Vì chúng mà người ta được trao giải thưởng. Người ta lưu truyền lịch sử về chúng và các câu chuyện huyền thoại về chúng cứ ngày một nhiều thêm.
Có lẽ, thí nghiệm lớn đầu tiên được Archimedes tiến hành từ Syracuse, một thành phố Hi Lạp cổ đại, nằm trên đảo Sicily. Câu chuyện về thí nghiệm với vương miện của vua Hieron chẳng những đã làm ông trở thành ''cha đẻ của ngành hình pháp học'' mà còn cho thấy trong quá trình tìm kiếm câu trả lời cho một vấn đề nhà nghiên cứu có thể tìm ra được lời giải cho một bài toán hoàn toàn khác như thế nào. Tuy nhiên, cái quan trọng hơn lại ở chỗ khác: có lẽ Archimedes là nhà bác học đầu tiên đã biết dựa trên cả lý thuyết lẫn thực nghiệm. Định luật rơi tự do của các vật của ông là kết quả của những quan sát và thí nghiệm. Còn định luật đòn bẩy là tổng hợp của những suy xét và phỏng đoán. Khoa học vật lý đã lớn mạnh từ cơ học của Archimedes hơn là từ các lập luận tư biện của Aristotle.
Mỗi phát minh đều xuất hiện theo cách riêng của mình: do kết quả của sự tìm kiếm hay sự đỏng đảnh của may rủi. Những phát minh được dự liệu trước đúng là chỉ có thể đếm trên đầu ngón tay, tuy nhiên trong số này cũng có sự kiện rực rỡ như việc tìm ra laze: năm 1953, người ta đã học được cách sử dụng hiệu ứng từng được Albert Einstein tiên đoán từ năm 1916. Cũng thế, nhờ việc tìm kiếm có định hướng mà một người Đức tên là Johanes Georg Bednorz và một người Thụy Sĩ tên là Karl Alexander Muller đã phát hiện ra tính siêu dẫn nhiệt độ cao.
Đại đa phần các khám phá trong vật lý là tình cờ, xuất hiện như thể ''ở nơi trống không'' vậy, thế mà nhà sinh vật học vĩ đại người Pháp Louis Pasteur có lần đã từng nói rằng sự tình cờ chỉ giúp được những trí tuệ có chuẩn bị. Một ví dụ minh chứng cho điều đó là phát minh của một người Pháp khác, đó là Antoine Henri Becquerel. Khi nghiên cứu hiện tượng huỳnh quang của các chất khác nhau, nhà bác học đã giả định rằng, nó không chỉ được gây ra bởi các tia Rontgen mà còn có thể sinh ra được cả các tia này. Thế mà các thí nghiệm được tiến hành trên cơ sở một ý tưởng sai lầm đến thế, đã kết thúc vào năm 1896 bằng việc phát minh ra tính phóng xạ.
Đôi khi người ta lại không nhận thấy được cái mới mà lại bỏ qua chúng. Đơn giản có thể chỉ là nhà khoa học không nhìn thấy cái còn đang nằm ngoài bức tranh quen thuộc của họ về thế giới. Nhà vật lý người Đức Kuntz vào năm 1933 đã quan sát được (nhờ buồng Wilson) một hạt nặng hơn electron 200 lần. Đó là hạt mu - meson. Tuy nhiên chưa ai biết tới những hạt như thế nên ông đã xem kết quả của mình là sai. Hai nhà vật lý Mỹ là Carl David Anderson và S. Neddermeyer đã phát hiện lại hạt meson vào năm 1938.
Sự tỉ mỉ đến tinh tế chẳng những có thể giúp phát hiện cái mới mà còn cản trở nó nữa. Nhà vật lý Thụy Sĩ Daniel Colladon vào năm 1825 trước khi Michael Faraday phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ sáu năm cũng đã làm những thí nghiệm rất giống như thế. Cũng như Faraday, ông đã mắc vào một điện kế nhạy một cuộn dây, trong đó cho một nam châm di chuyển, lúc đó trong cuộn dây xuất hiện một dòng điện. Đôi khi, người ta lại quá thận trọng: để giảm ảnh hưởng của nam châm tới điện kế, Colladon đã đặt các dụng cụ thí nghiệm ở các căn phòng khác nhau. Trong khi ông chưa kịp đi được từ nam châm tới dụng cụ đo thì kim của điện kế đã kịp dừng lại không nhúc nhích. Không mong đợi một hiệu ứng diễn ra nhanh chóng đến thế nên nhà khoa học đã không khám phá được hiện tượng cảm ứng điện từ, một hiện tượng được Faraday tìm ra sau đó do có sự giúp đỡ của một trợ lý.
Một số nhà nghiên cứu đã tới ngưỡng cửa của phát minh, song họ chỉ còn thiếu có một bước nhỏ nữa thôi. Chất siêu dẫn nhiệt độ cao được chế tạo trước phát minh của Bednorz và Muller vài năm. Vào năm 1979 nhà bác học Nga I. S. Shaplygin cùng cộng sự ở Viện Hóa đại cương và Hóa vô cơ, Viện hàn lâm khoa học Liên Xô đã nghiên cứu tính dẫn điện của hợp chất lantan, đồng, canxi, stronti và bari, trong số đó có cả các chất tương ứng với chất siêu dẫn. Tuy nhiên độ dẫn điện trong vùng nhiệt độ thấp họ lạ không nghĩ đến để đo.
Nhà thực nghiệm tìm kiếm câu trả lời ở nơi mà những người khác không nhìn ra vấn đề. Khám phá của Isaac Newton về đặc tính tổng hợp mầu của ánh sáng trắng đã xảy ra vì rằng nhà nghiên cứu đã đặt ra những câu hỏi mà trước đó không một ai nghĩ tới Thực nghiệm đúng là nghệ thuật đặt câu hỏi cho Thiên Nhiên, một cách thông minh và uyên thâm.
Tuy nhiên thu được câu trả lời, chưa đủ còn phải hiểu được nó rữa. Vì kết quả có thể là nghịch lý, không phù hợp với vào hệ thống các quan niệm khóa học đã được hình thành và khi đó nhà nghiên cứu phải có lòng dũng cảm để nhìn nhận nó và phải tin tưởng vững chắc vào tính đúng đán của kết quả. Các thí nghiệm như thế làm thay đổi các quan niệm của chúng ta về thế và diện mạo của nền văn minh.
