10 年前
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正准备获得帝都大学的物理学教授的汤川学（福山雅治 饰）是一名不折不扣的物理学怪才，思维异于常人。这日，女警内海薰（柴崎幸 饰）接手了一单离奇的人体自燃案件，毫无头绪却又急于破案的她在同事草薙俊平的介绍下，找到了汤川学。汤川学本来不想惹麻烦上身，后来经不起内海薰的纠缠，终于答应和她携手破案。在经过一系列取证后，汤川学运用他精深的物理学知识，终于揭破了罪犯的犯罪手法，帮助警方顺利破案。
一日，内海薰又接到了一起离奇的谋杀案子。小男孩忠广自称灵魂出窍看到了疑犯的汽车，若忠广所言属实，则疑犯的嫌疑能得以洗脱，然而警方又怎能将灵魂出窍当成证供？难道忠广在说谎？内海薰自然又找到了她的“明灯”——汤川学。汤川学经过现场取证，证明了忠广的确看到了疑犯的汽车，由此为疑犯洗脱了嫌疑，同时戳穿了所谓的“灵魂出窍”，最后真相大白。
凶险棘手的案件在不断发生，而汤川学也周旋在这离奇古怪的迷局里面，一次次展现了智慧的力量。。故事影片《十二情感》片名的确定，一是来自于心理学关于情感一词的定义和解释。心理学对于情感一词的定义：是指人对于客观事物是否符合自己的需要而产生的态度体验。具体的情感是指人们与社会需要相联系的内心体验，比如爱情、友谊、孤独、郁闷、焦虑、浪漫、无奈、思念、理解、悲伤、痛苦、自我、忧愁、聚合、成就、荣誉、责任、集体、爱国主义等等。人的高级情感有很多种，主要有道德感、美感、和理智感。
二是片中所讲述的故事是十二种家庭组合形态主人翁内心世界的情感，是现代都市家庭成员中情感世界的一个汇集，反映的是每个家庭成员对于社会需求的内心体验。。
