Почему невозможно декомпилировать машинный язык обратно в исходный код который содержался в файле до компиляции?

ФермаКактусов, нельзя даже инструкции. Потому что если взять какую-нибудь середину бинарного файла и случайный байт оттуда - то в общем случае невозможно без полного анализа сказать, начало это машинной инструкции, середина ли многобайтовой инструкции, просто данные или какой-нибудь мусор, оставшийся из-за выравнивания. Чтобы определить, что какой-то байт исполняемого файла является именно инструкцией и именно ее началом - нужно пройти весь путь от точки старта до этого байта по всем путям, либо найти ссылки на блок с этим байтом и показать, что данный байт где-то читается как данные, т.е. провести анализ, выполнив, де-факто код на виртуальной машине (и не по одной ветке в каждом ветвлении, а по всем)