振幅（矩陣元，amplitude / matrix element）

你拋一枚硬幣時，並不會直截了當地預言正面還是反面；你預言的是一個機率。量子物理也是這樣運作的，只是多了一個轉折：在得到機率之前，你先要算出一個更基本的量，叫做振幅（amplitude）。可以把振幅想成一種複數——它有大小，也有方向，就像一支箭——它編碼了關於「某個特定起點如何變成某個特定終點」的一切。對一次碰撞而言，這個對象常被稱作矩陣元（matrix element），用符號M表示。

關鍵的機制在這裡。要求出入射粒子產生某一組特定出射粒子的機率，你先算出該過程的振幅，再取它的模的平方。把一支箭的長度平方，得到一個正數，而這個數（再結合出射粒子有多少活動空間，即相空間）就是變成可觀測的速率或截面的東西。振幅、而非機率才是基本的，原因在於干涉：如果兩段不同的歷史能通向同一個結局，你要先把它們的振幅相加再平方，於是這些箭可以相互增強或相互抵消——這是一種獨屬量子、在日常中找不到對應的效應。

計算振幅，正是費曼圖的用途所在：每張圖都是M的一份貢獻的配方，你要先把各份貢獻加起來再平方。因此振幅是整個領域的核心橋樑——它是理論所計算的東西，也是（一旦平方並與相空間折疊在一起後）實驗所測量的東西。下游的一切，從截面到衰變率，再到共振的形狀，都源自把振幅算對。