25 年前
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年轻的凯瑟琳（格温妮斯.帕特洛 饰）正经历着人生中考验，她既要工作，又要照顾体病重的老父亲罗伯特（安东尼.霍普金斯 饰）。罗伯特虽然是一名著名的数学家，但晚年得病的还是无法很好的照顾自己。
罗伯特还是逝世了，凯瑟琳伤心不已，她把自己封闭起来。而罗伯特的学生哈尔（杰克.吉伦哈尔 饰）打算寻找老师遗留下来的数学笔记，这事令凯瑟琳怒不遏止。姐姐克莱尔（霍普.戴维斯 饰）希望妹妹凯瑟琳能够卖掉父亲的房子，跟自己到纽约住。因为她觉得妹妹有可能遗传到了父亲的某些病状，想能及时照顾到妹妹。凯瑟琳根本不想离开，这时候她与哈尔之间的关系也变得复杂了。
哈尔拿着凯瑟琳所给的钥匙打开了罗伯特的抽屉，一份数学样稿出现在他眼前，高兴不已的他向提议把资料以罗伯特的名义出版，但编写的人是谁，令哈尔与克莱尔都大吃一惊。。安妮（洛特·弗贝克 Lotte Verbeek 饰）是一个个性倔强的女孩，平凡的生活和拥挤的城市让她几欲窒息，绝望之中，她背上行囊，开始了寻找自我的特殊旅程。在旅途中，安妮结识了和自己有着相似气味的男子马丁（斯蒂芬·瑞 Stephen Rea 饰），两人之间的距离越走越近。敏感的安妮发现了这段关系中的危险和缺陷，她向马丁提出了要求，要求两人只做旅伴，不谈感情。 在同行的途中，安妮和马丁都加深了对彼此的了解，可绝望的力量是如此的强大，即便是安妮的感情也无法让马丁获得灵魂的救赎，最终他还是选择了死亡。马丁的死给予了安妮沉重的一击，但也让她开始思考起了死亡与生存的真正意义，背负着马丁的灵魂，安妮选择远走他乡，开始新的生活。。