振幅（矩阵元，amplitude / matrix element）

你抛一枚硬币时，并不会直截了当地预言正面还是反面；你预言的是一个概率。量子物理也是这样运作的，只是多了一个转折：在得到概率之前，你先要算出一个更基本的量，叫做振幅（amplitude）。可以把振幅想成一种复数——它有大小，也有方向，就像一支箭——它编码了关于「某个特定起点如何变成某个特定终点」的一切。对一次碰撞而言，这个对象常被称作矩阵元（matrix element），用符号M表示。

关键的机制在这里。要求出入射粒子产生某一组特定出射粒子的概率，你先算出该过程的振幅，再取它的模的平方。把一支箭的长度平方，得到一个正数，而这个数（再结合出射粒子有多少活动空间，即相空间）就是变成可观测的速率或截面的东西。振幅、而非概率才是基本的，原因在于干涉：如果两段不同的历史能通向同一个结局，你要先把它们的振幅相加再平方，于是这些箭可以相互增强或相互抵消——这是一种独属量子、在日常中找不到对应的效应。

计算振幅，正是费曼图的用途所在：每张图都是M的一份贡献的配方，你要先把各份贡献加起来再平方。因此振幅是整个领域的核心桥梁——它是理论所计算的东西，也是（一旦平方并与相空间折叠在一起后）实验所测量的东西。下游的一切，从截面到衰变率，再到共振的形状，都源自把振幅算对。