Молодая библиотекарша Катя мечтает о настоящей любви, но её романтические представления сталкиваются с суровой действительностью. После множества разочарований она наконец находит поддержку и теплоту в отношениях с коллегой, журналисткой Таней. Однако их связь привлекает внимание Первого отдела, который считает такие отношения недопустимыми для советской женщины.

1953 год, первые дни после смерти Сталина. Весь Советский Союз, особенно органы госбезопасности, живет в состоянии тревожной неопределенности. В закрытом научном Институте учёные продолжают свои теоретические и экспериментальные исследования. Каждую ночь они прислушиваются к шагам в темных коридорах, пытаясь угадать, за кем на этот раз пришли и кто успел написать донос. Андрей Лосев, который заведует теоретическим отделом Института, переживает страх и унижение на допросе, но решительно отказывается сотрудничать с внутренними органами. Однако впереди его ждет новое испытание – в собственном доме.

Максим и его товарищи погружаются в секретные эксперименты, направленные на создание нового типа человека. В закрытом Институте царят пороки, которые Максим глубоко презирает: пьянство, распущенность, слабоволие, потеря идеалов и отсутствие веры в будущее. Вика, работающая буфетчицей в Институте, влюбляется в молодого коммуниста, несмотря на то, что его интерес к евгенике и склонность к жестокости ее пугают. Она надеется, что ее любовь и нежность смогут смягчить Максима, в то время как сотрудники госбезопасности пристально следят за развитием их 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, 1968 год. В секретном научно-исследовательском институте проводят научные и оккультные эксперименты над животными и людьми, стремясь создать идеального человека. Генерал КГБ и его подчиненные закрывают глаза на эротические похождения директора института, на скандальные выходки выдающихся ученых и на их жестокие и безумные исследования. Однажды в лабораторию под видом испытуемых прибывает группа радикальной крайне правой молодежи. Им поручено искоренить распущенность и моральное разложение в институте, а если потребуется — разрушить и стереть с лица земли хрупкий мир секретной советской науки.