なんとなくなんですが、realizeはreal+カスタマイズとかアメリカナイズとかのizeで「リアル(現実)にする」みたいな感じです。
リアルだと実感する→気づく、悟る
discoverはcover(覆い隠す)+dis(反対)なので覆いを外すイメージです。
覆い隠すしてあるものを見つける→(未知のものを)発見する、気づく
曖昧ですみません。
「驚くべきこと」「気づいた」→「驚くべき事実を発見した」
とできるならどちらかといえばdiscoverかと思います。findみたいな感じかな。
「知った」に近いとlearnとかknowも使えそうです。
類語が多くて難しいです。
realizeは「理解する」とか「実感する」とかみたいにもっと深い認識っぽいです。
では、「彼は驚くべきことに気づいた」はどっちをつかいますか？？？？