СССР. Нора, ранее жившая в провинции, теперь замужем за успешным ученым и проживает с семьей на территории закрытого московского Института. Впервые с момента замужества её навещает мать. Она внимательно изучает атмосферу в доме, стараясь понять, насколько счастлива её дочь. В ходе откровенных разговоров между матерью и дочерью раскрывается вся сложность и многогранность их противоречивых отношений.

Физик-теоретик Никита Некрасов занимается исследованием не только нашего мира, но и возможных параллельных вселенных. Он не желает выбирать между математикой и физикой, а также между разными женщинами в своей жизни. Никита размышляет о сосуществовании параллельных миров и делится своими мыслями на научных конференциях, где собираются как известные международные ученые, так и молодые физики. Некрасов страстно обсуждает красоту теории струн. Своим женщинам – библиотекарше Кате, научному секретарю Зое и начальнику отдела Светлане – он старается донести идею своей полигамии и убеждает их в возможности большого чувства, которое может быть разделено между всеми.

СССР, 1956 год. Видный советский физик Дау встречается с Марией, своей юношеской любовью, которая приезжает из Греции в Москву всего на три дня. Прошло 25 лет с их последней встречи. Дау, успешный и состоятельный ученый, ощущает глубокую неудовлетворенность своей семейной жизнью и надеется, что Мария поможет ему вновь обрести утраченные гармонию и красоту. Однако реальность врывается в его дом в лице Норы, жены Дау, нарушая его мечты.