22 年前
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为了能够见到阔别多时的女儿，作家汤姆（伊桑·霍克 Ethan Hawke 饰）千里迢迢来到了巴黎，没想到在这里，他不仅差点被警方逮捕，更是在公交车上丢失了所有的行李。汤姆身无分文，法语又不太灵光，无奈之下，自觉前途渺茫的他在一家餐馆里当上了夜班守门人。
黑白颠倒的生活带给了汤姆诸多的感触，也将两个独特而又充满魅力的女人带到了他的生命之中。安妮雅（乔安娜·库里格 Joanna Kulig 饰）热情奔放，马吉特（克里斯汀·斯科特·托马斯 Kristin Scott Thomas 饰）高雅迷人，但在这两个神秘的女人背后，均隐藏了一段不为人知的秘密。陌生的城市，陌生的语言，随着时间的流逝，汤姆渐渐发觉一切并没有看上去的那么单纯。。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。。
