Юная библиотекарша Катя верит в любовь, но ее идеалы разбиваются о реальность. После ряда разочарований Катя наконец находит понимание и нежность в лице коллеги, журналистки Тани. Но тут вмешивается Первый отдел: государственная безопасность считает такие отношения недопустимыми для советской женщины.

Ученый Никита Некрасов - физик-теоретик, изучающий наш мир, и миры, которые могли бы быть. Он отказывается делать выбор между математикой и физикой, между одной женщиной и другой, и размышляет о сосуществовании параллельных вселенных. На научных конференциях, которые посещают как именитые зарубежные ученые, так и подрастающее поколение юных физиков, Некрасов увлеченно рассуждает о красоте теории струн. Всем своим женщинам - библиотекарше Кате, ученому секретарю Зое, начальнику отдела Светлане - он пытается объяснить теорию собственной полигамии и возможность большого чувства, которого хватит на всех.