Почему вареное яйцо, погруженное в холодную воду, не возвращается к исходному состоянию?

Потому что при варке была разрушена первичная конфигурация белка, произошла необратимая денатурация. А если разрушена первичная структура белка, то белок не сможет вернуться в исходное положение.

При денатурации нарушается третичная и двоичная структуры (водородные, дисульфидные, ионные и гидрофобные связи рушатся). Первичная структура остается неразрушенной, потому что она образована пептидными связями, а они очень прочные. А варенное яйцо не возвращается к исходному состоянию, потому что это необратимая денатурация, то есть нарушается активный центр белка, происходит потеря биологической активности, которая при ужалении денатурирующих агентов не возвращается в исходное состояние.