汪淼是一个科学家，有一天两个军人和两个警察来找他，要他去帮忙，去调查一个叫做科学边界的组织。
汪淼逐渐发现了事情的不对，在调查中，一名叫做杨冬的科学家自杀，她临死前说物理学不存在；在高能粒子加速器中，粒子以同样的撞击力量和同样的试验条件，竟然得到了不同的试验结果；她自己的眼前出现了一连串的数字，而且是一个倒计时，对他的精神造成了极大的折磨。随着调查的深入，科学边界的一名成员申玉菲让他把研究停下来，要知道汪淼研究的是纳米项目，是国家的重点项目，他很奇怪，但是接下来的一幕让他更疑惑：科学边界里的另一个人潘寒，竟然去威胁申玉菲。
汪淼实在忍受不了倒计时的存在了，只好按照申玉菲的做，倒计时竟然神奇一般的消失了。他对最近的事情感到很疑惑，感到很疲惫，去玩了一个叫做三体的游戏，没想到这个游戏竟然拥有非常大量的信息，如同清明上河图一般，让他感受到了这个游戏的不同凡响。调查还在继续，他对杨冬的妈妈进行了调查，知道了杨冬小时候的情况。
接下来，他对自己眼前的倒计时去做一些了解，却意外的从杨母的学生，得到了他的风霜前半生。
原来，在1967年的中国，叶文洁（杨母）爸爸死于_，叶文洁也同当时很多年轻人一样去到了内蒙古生产建设兵团，然而一个意外，却打的她措手不及。一个记者来到了建设兵团，叶文洁见到了他，记着跟他讲述了一本叫做《寂静的春天》的书，并且说自己将要写一封信给中央，讲述内蒙古建设兵团不负责的行径，导致环境遭到污染。叶文洁就帮他抄那封信。
没想到，当时上面的一些人看到这封信，马上就把矛头指向了叶文洁，还说叶文洁找到了向社会主义进攻的思想武器，叶文洁无可奈何，只能认他们操纵。
这时，一名女干部要求叶文洁在文件上签字，文件上讲述的是检举父亲的材料，叶文洁怎么会签这份文件？女干部生气了，骂了一句之后转身离开了。
后来的经历也是让叶文洁无法想象的，她来到了一个专门探究外星人的基地，叫做红岸，成为了一名工作人员。
叶文洁的学生说，她就在那里度过了大半生。之后，汪淼，了解到的所有东西都没有办法证明倒计时是什么。他已经崩溃了，可没想到从警官大史得到了更多难以置的消息。
世界上开始有人搞破坏，谋杀科学家，搞乱科学界。而且人类出现了一个大敌人，军方感到了很大的压力。汪淼回家，天色已经晚了，但是他毫无睡意。他只好去玩三体游戏。
第二天，他又去叶文洁家，叶文洁向他讲述了自己的一段历史。在进入红岸以后，叶文洁，并没有做什么工作，后来叶文洁从一位叫做杨卫宁的工作人员，知道了红岸的一些消息。
但是这个基地并没有继续运行，而是逐渐衰弱，最终还是解散了。
汪淼听到以后，心绪很难平复，他开始研究那个叫做三体的游戏，发现了三体中的秘密，三体星系原来是一个拥有三个太阳的太空。
接下来，他和大史，见到了申玉菲的丈夫，魏成，他讲述了他自己的人生，以及他和三体问题的缘分，还有他和申玉菲的一些故事，最重要的是有人逼他终止对三体问题的研究，不然就杀了他。最可怕的是申玉菲就像变了魔鬼一般，拿着枪对着他，威胁他把三体问题继续研究，而且说，如果他继续或者终止了对三体问题的研究，那么，如果有人拯救或者毁灭了这个世界，你的功劳或者罪恶都将是他的1倍。
他们前往申玉菲的家，没想到来晚了一步，她已经被别人杀死了，凶手还逃跑了。众人认为嫌疑人是潘寒，因为潘寒曾经威胁过她。
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