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我们物理世界的非局域性源于约翰·S·贝尔在1964年证明的定理以及自20世纪80年代初以来获得的实验结果的结合。他的定理建立在1935年爱因斯坦、波多尔斯基和罗森指出的关于纠缠粒子的难题之上。EPR论证假设自然是局域的，因此，特别是，对一个广泛分离的纠缠粒子对中的一个粒子（例如，由爱丽丝测量）进行的测量不能立即改变远方伙伴粒子（例如，由巴兹测量）的物理状态。他们得出结论，巴兹的粒子必须在每个方向上都有确定的自旋值。因此，量子力学必须是不完整的，因为它没有确定这些值，只是保证它们与爱丽丝测量她的粒子时得到的任何结果一致。
贝尔问道：假设爱丽丝和巴兹的纠缠粒子具有确定的值，那么这些粒子能否重现量子力学预测的爱丽丝和巴兹可能测量其粒子的所有方式的结果？回想一下，对于具有纠缠自旋的粒子，爱丽丝和巴兹必须各自选择一个轴来测量自旋。贝尔用数学证明，如果爱丽丝和巴兹选择沿着彼此成45度和90度等角度的轴进行测量，那么他们多次实验的测量结果将产生与量子力学预测不一致的统计分布结果——无论粒子具有什么确定的值分布。
研究人员使用纠缠光子而不是电子进行实验（这改变了使用的角度，但使实验在技术上容易得多），并发现结果与量子力学的预测一致。因此，根据贝尔定理，这些光子必然不携带任何确定的值。并且由于这与EPR的结论相矛盾，因此自然是局域的假设也是错误的。因此，我们生活的宇宙不可能是局域的。