자폐증이 있는 ‘네이든’은 자신에게 수학적 능력이 있는 것을 알게 된다. 어느 날 네이든은 아버지와 함께 차를 타고 가던 중, 사고로 인해 아버지가 돌아가시는 장면을 보게 된다. 큰 충격에 빠진 네이든은 마음을 더욱 닫고 주변 사람들과 소통하지 않는다. 심지어 어머니에게도 거리를 두고 있다.

네이든과 소통하기 위해 어머니 ‘줄리’는 수학을 공부하기 시작한다. 네이든은 천재들이 모이는 학교로 진학한다. 거기에서 ‘험프리스’라는 선생님을 만난다. 험프리스 선생님의 몸은 불편하다. 또한 네이든과 비슷하게 마음에 병도 지니고 있다. 험프리스 선생님은 네이든에게 애정을 쏟는다.

국제수학 올림피아드 대표로 선발된 네이든은 대만으로 훈련을 떠난다. 그곳에서 ‘장메이’라는 중국 소녀를 만나게 된다. 단단히 마음의 문을 잠가두었던 네이든은 장메이를 통해 조금씩 자신을 열기 시작한다. 드디어 네이든은 장메이를 향한 마음을 열지만, 알 수 없는 감정이 생겼다는 것을 깨닫는다.

어머니 줄리는 말한다. “누가 널 사랑한다고 하면, 그건 그 사람이 너에게서 특별한 무언가를 발견했기 때문이야. 달리 말하자면, 너에게 가치가 생긴다는 거지” “너는 누군가를 사랑하는데 상대방이 너를 사랑하지 않는 것 같으면 공식이 성립되지 않는다고나 할까?” 네이든은 말한다. “사랑에 대한 공식은 찾았어요. 그런데 이해가 안 돼요”

세상의 모든 것을 수학으로 이해하는 네이든은 인간관계도 수학공식으로 설명할 수 있다고 생각했다. 그러나 공식으로 설명된다고 해서 모든 것을 이해할 수 없다는 것을 알게 된다. 험프리스 선생의 인생도 어머니의 인생도 그리고 눈앞에서 돌아가신 아버지의 인생도 이해할 수 없는 것들로 둘러싸여 있다는 것을 알게 된다.

수학은 명쾌하다. 힘들지만 풀어낼 수 있는 공식을 찾아내면 답을 얻을 수 있다. 그러나 인생은 훨씬 복잡하다. 특히 사람과 사람의 관계는 어떤 공식으로도 풀 수 없는 미묘하고 복잡한 것들로 이루어져 있다. 그래서 사람들의 관계는 신비라고 말한다. 부모와 자식의 관계, 스승과 제자의 관계, 사랑하는 사람을 만나고 헤어지는 일은 신비 중의 신비이다.

인간관계를 통해 우리는 자신만의 특별한 가치를 찾아낼 수 있다. 그래서 나의 주변에는 많은 사람들이 관계를 맺고 있다. 그중에서 사랑의 관계는 모든 사람들과의 관계를 풀어가는 열쇠이다. 네이든이 사랑의 공식과 의미를 찾아냈을 때, 드디어 어머니와 관계도 풀어낸다. 그에게 가장 힘들었던 아버지에 대한 상실감도 해결해낸다.