一個七歲的小女孩Mary是個數學天才，一直被舅父撫養，讀普通學校，這是Mary母親的遺願。但外婆想爭奪Mary的撫養，因為不想浪費孫女的數學天份，希望她讀精英學校，甚至跳級入大學。這個撫養權爭奪戰就是電影的故事主題。表面上，是討論天才兒童的教育方法。背後反映成年人對下一代的期望，很多時是出於遺憾，出於自己以前做不到的事，希望下一代成就，卻做成子女的悲劇。
面對眼前的天才兒童，舅父Frank聽取他姐姐的願望，送她入普通主流學校上課。但天才的Mary當然覺得課程沉悶，覺得學校竟然教個位的加數感到不屑，聰明的她已在家讀數學家的書，小小年紀正學習微積分。校長和老師都建議Frank把Mary送到培訓天才兒童的學校，但Frank堅持己見。
媽媽Diane的遺憾：不能成為普通女孩
Frank的堅持是因為害怕毀掉Mary的人生，因為他姐姐Diane的生命就是如此。Diane是極有前途的數學家，生前致力解開至今尚未被破解的千禧年大獎難題的其中一題：納維斯托克斯存在性與光滑性。但她的一生絕不開心。Diane年青時沒有課餘活動，不去舞會，不去露營，總是在家中訓練數學，這都是她媽媽的主意。當她找到心宜的男性想談戀愛時，也被母親極力反對。Diane最後過著自暴自棄的生活，有一次跟一個陌生男人上床後，就有了Mary。當Mary出生後，她就了結自己年青的餘生。臨死前她交付弟弟Frank照顧女兒，一定要把她當一個普通女孩。Diane的遺憾，就是不能成為普通女孩，不能過一個平常女孩過的生活。她不希望自己的女兒也如此。
婆婆Evelyn的遺憾：不能成為著名數學家
Mary的外婆Evelyn年青時在英國頂尖的劍橋大學從事數學研究，將來可能成為著名女數學家。但當她仍在研究院時，就結識了男友及結婚，最後在未有計劃下誕下女兒Diane。家庭顛覆了她成為數學家的路途。若不是結婚和生育，她可以在如日方中的階段鑽研數學，卻因為家庭而大大浪費自己的才華，這是她一生遺憾。因此，當女兒Diane成長時，不斷栽培Diane的數學才華，不容許她參與其他活動而分心，甚至阻止她談戀愛，因為Evelyn就是因為愛情而抱憾終生。她認為自己這樣做，是對Diane好，常常對她說：當有一天你成功破解千禧年大獎難題，你就會明白我和多謝我。
電影高潮（以下劇透）
因此，這場撫養權爭奪戰，就是建基於婆婆和媽媽的遺憾，可憐的Mary被她們兩個遺憾拉扯，究竟如何才對Mary最好？在電影的高潮，婆婆用奸詐手段得到Mary，安排幾個數學教授教Mary數學。但這事被舅父Frank發現，於是跟她理論。最後他使出絕招，告訴他媽媽，其實姐姐一早已經成功破解千禧年大獎難題，並把計算方法給了他。但姐姐的遺願是必需在媽媽死後才能以她和媽媽兩個名字共同發表。舅父希望借此事換取Mary的撫養權。婆婆內心煎熬，不斷流淚。原來女兒最後成功破解難題後，沒有立即發表。也沒有如自己所願明白和感謝自己，甚至很憎恨自己。放棄自己成名機會，也不想母親拿到這份榮譽，可見Diane的一生有多難過。婆婆最後同意這個交易，把撫養權給舅父。
最後，舅父決定不讓她們二人的遺憾拉扯Mary的一生。用「混合」方法，先把Mary送去大學聆聽數學教授的課，與一班成年的大學生一同上課。然後就把Mary送去普通學校內的遊樂場，讓她跟一班同年朋友玩小朋友的遊戲。舅父接她放學時問她：上課如何？Mary回答：幾好玩，但沒有普通學校好玩，但有趣。對Mary來說，普通學校的教育令她沉悶，但有同年朋友；大學的教育令她覺得有趣，但沒有同年朋友。「混合」方法似乎最適合Mary，更重要是，她不需活在成年人的「遺憾」下，阻止了前兩代的悲劇。
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