Jahrelang umsorgte Catherine (Gwyneth Paltrow) ihren Vater, den genialen, doch später demenzkranken Mathematikprofessor Robert (Anthony Hopkins). Nun ist der Alte verblichen, und Catherine fragt sich verunsichert, ob sie neben einem Talent für komplizierte Rechenaufgaben auch dessen Krankheit geerbt haben könnte. Ein charmanter Student (Jake Gyllenhaal) hilft ihr beim Sortieren von Vaters Nachlass, und gemeinsam machen sie eine erstaunliche Entdeckung...