波前

波前是一个曲面，它把一道波中处于循环同一阶段的所有点连接起来——比如全都处在波峰，或全都处在波谷。对池塘上扩散的涟漪而言，波前就是那一圈圈向外扩张的圆；对来自遥远恒星的光而言，它们则近乎平直的薄片。画出波前，是描绘一道波形状如何、朝哪个方向行进的一种简洁办法，因为行进的方向总是与波前成直角。

波前使波的行为易于想象。当一道波穿过一个窄口，波前会绕着边缘卷曲并铺展开来，这就是衍射。当两组波前彼此交叠，波峰线与波峰线相交之处，正是波最强之处，勾勒出干涉图样里的亮纹。光学中的许多内容，单凭勾画波前如何弯折、铺展与交叠，便能推想出来。

在量子力学中，同一幅图景适用于粒子的波函数：等相位的曲面就是物质波的波前，它们也会传播、绕过障碍物弯折、并发生干涉，正如光的波前一般。以波前来思考，是一座有益的桥梁，让人看清：一个以波来描述的粒子，为何能穿过缝隙发生衍射、或建起干涉图样——尽管它最终将在单一一点上被探测到。