Cada vez que hay una reacción química, hay mecánica cuántica. Entonces, cada vez que hay reacciones bioquímicas, hay mecánica cuántica.
Toda la bioquímica emerge de la mecánica cuántica en átomos, moléculas y cristales. Las leyes de los orbitales atómicos y moleculares emergen de la mecánica cuántica de electrones y nucleones. Las propiedades de los cristales surgen de la mecánica cuántica de los electrones. La conductividad y la magnetización de los metales surge de la mecánica cuántica de electrones y nucleones.
Los enlaces químicos no podrían ocurrir si los electrones fueran gobernados por la mecánica newtoniana o la electrodinámica clásica. Los enlaces químicos no podrían ser estables sin interferencia de ondas.
El equilibrio térmico no podría existir si las partículas subatómicas satisfacían la mecánica clásica. La tercera ley de la termodinámica no puede ser satisfecha por la mecánica clásica porque la cuantificación de la amplitud provoca un estado fundamental en las moléculas. Sin este estado fundamental, no existiría la temperatura cero absoluta. La temperatura de un cuerpo seguiría cayendo en picado, acercándose al límite del infinito negativo a medida que el tiempo se acerca al infinito.
Los sólidos se encogen a medida que baja la temperatura. Por lo tanto, ni siquiera serían sólidos con una escala de longitud constante. La catástrofe UV muestra que incluso las cavidades del cuerpo negro no podrían alcanzar un equilibrio térmico si el mundo subatómico satisficiera solo la mecánica clásica.
Los enlaces químicos son causados por la interferencia de las ondas de materia de los electrones. Por lo tanto, los enlaces químicos emergen de las leyes de la mecánica cuántica.
La luz tenue de longitud de onda corta actúa como una corriente de fotones, no como una onda electrónica clásica. Entonces, la interacción de la luz y la radiación UV con la materia biológica satisface la mecánica cuántica, no la mecánica clásica.
La premisa en su pregunta es un caso especial de la hipótesis mecanicista. Los científicos suponen, incluida la mayoría de los biólogos, que a escala subatómica el comportamiento de las partículas en la materia inanimada se comporta igual que las partículas en los seres vivos. Las leyes de la química se aplican tanto a los átomos en las células como a los átomos fuera de los seres vivos. No hay una “fuerza vital” específica para la materia viva en esta hipótesis.
Dado que las leyes de la química se aplican tanto a las moléculas biológicas como a las no biológicas, la hipótesis mecanicista presupone que las leyes de la química son las mismas para ambas moléculas. Sin embargo, las leyes de la química surgen de la mecánica cuántica, no de la mecánica clásica. Entonces, el uso mismo de la química en biología se basa en la noción de que la mecánica cuántica rige la biología.
Cuando la mecánica clásica explica la biología, es porque la mecánica clásica es una aproximación de la mecánica cuántica en algunas condiciones específicas. Básicamente, las reglas de la mecánica cuántica rigen todos los procesos biológicos conocidos.
No es necesario conocer muy bien la mecánica cuántica para comprender la biología a nivel macroscópico. Si estudias para la medicina, puedes tomar las leyes de la química física ‘por fe’ sin que cada uno aprenda los detalles de la mecánica cuántica. Sin embargo, comprender la biología a nivel molecular y atómico requiere conocer solo un poco de mecánica cuántica.
