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这是一个藏汉一家亲的故事，也是两个年代的爱情故事，更是三代山东人对青海的情感故事。陈蓦然和马小超被爷爷的故事、和原子城的精神感染，决定留在草原。
拉马努金（戴夫·帕特尔 Dev Patel 饰）出生在印度一个非常贫困的家庭之中，从很小的时候起，他就展现出了异于常人的数学天赋，可是因为家境贫寒，家人无法给拉马努金提供一个良好的教育环境。1904年，拉马努金凭借着自己的努力进入了贡伯戈纳姆大学就读，却因为严重偏科而没有毕业，之后的日子里，拉马努金开始自学数学。 1912年，拉马努金所撰写的论文《伯努尼数的一些性质》发表了，这篇文章在数学界激起了一些水花，也给拉马努金带来了些许的名声。之后，在好友的帮助下，拉马努金给著名数学家哈代（杰瑞米·艾恩斯 Jeremy Irons 饰）写了自荐信，哈代非常重视这位前途无量的年轻人，引荐他进入了剑桥大学深造。
1949年新中国建立以来，虽然人民当家做主人，但是新政权还随时面临被海外敌对势力所颠覆的严峻现状。惨烈的抗美援朝战争结束后，曾经立下赫赫战功的冯石将军（李雪健 饰）接到中央委派的重要使命，那就是主持原子弹的研发工作。虽然对原子弹一窍不通，但是军人出身的冯石只有服从上级的命令，带着一支经过烈火淬炼的英雄部队挺近荒凉的戈壁滩。在此之后，以美国留学归来的陆光达（李幼斌 饰）等科学界的精英人才从四面八方调到了西北荒漠。 白手起家，艰苦创业，在内无经验外断支援的艰苦条件下，一群怀着崇高理想的无名男儿朝着共同的目标奋勇前行……
