博士生期间，小陈的导师是麻省理工出身的高波教授。与张彬教授相反，高教授支持他进行球状闪电的研究，小陈建立了一个球状闪电的数字模型，毕业答辩时引起了很大争议，但是身为评委的张彬没有发表太多意见。
小陈来到张彬教授的家，对着满屋堆积如山的草稿和资料，张教授告诉他，自己曾和爱人郑敏联手研究多年，想解开球状闪电的秘密。甚至在郑敏因追逐球状闪电而丧生后，他又耗费数年也毫无突破的希望。其实，小陈答辩时提出的数学模型张彬早就研究过，他指出了这个模型的错误之处。
张彬见自己的劝阻无用，于是将自己数年研究的数据资料悉数送与小陈。其中一本笔记本，是郑敏遇难时候放在雨衣里的，笔记本中所有的单数页都有烧焦的痕迹，但其他部分却毫发无损。
毕业以后，因为导师的推荐，陈去了国家雷电研究所工作。在张波的建议下，他主动联系在泰山偶遇的林云。已经成了少校的林云林云邀请陈博士到国防大学新概念武器开发中心参观，并提出与他和他所在单位的合作意向。林云对陈博士介绍了她研究出的几种武器，看上去精美但是却十分致命。看着林云对武器那种别样的迷恋，陈感觉不可理喻。
在和林云合作研究球状闪电的过程中，他们遇到很多困难。但思维敏捷、意志坚定的林云总能想出各种应对办法。没有大型计算机进行数学模型的运算，林云偷梁换柱，把自己需要的计算数据移花接木偷偷放到一个探索地外文明的实验服务器上，利用网上资源做计算。好景不长，很快他们偷偷窃取服务器计算能力的事儿，就被这个项目的主管发现并制止。但一位前苏联科学家科莫夫留言说他知道他们在做什么，并邀请他们前往西伯利亚。
科莫夫带领他们参观了已被废弃多年的，世界上最大的球状闪电研究的3141基地。在那里，前苏联曾经动用了巨大的人力物力，通过建造巨型雷电模拟器的方法去研究球状闪电。三千多名优秀的科学家，历经千万次研究和实验却一直找不到稳定制造球状闪电的条件。他们发现球状闪电的出现没有相同的数据参数，更没有规律可循。
实验给国家带来了巨大消耗，却给球状闪电蒙上了更深的谜团。30年后，3141基地只能悲壮地被永久埋葬在了西伯利亚的风雪之中。一大批默默无闻的科学家，一生都奉献给了这个项目，收获的却只有痛苦的回忆。格莫夫邀请两人过来，就是想告诉他们张彬之前说过的那番话：这个世界上有很多有意思的事，人生只有一次，不要浪费在虚无缥缈的东西上。
陈博士的研究热情，被前苏联同行们的遭遇狠狠地泼了一盆冷水。他体会到了比张彬当年更加强烈的无望，他决定放弃这个曾发誓要为之付出一生的研究。他开始像一个普通人一样喝酒看剧，放松生活。经过一段无所事事的放空后，某日，陈突然接到林云男友的电话。那个曾有过一面之缘的江舰长邀请他出海散心。
两人都心知肚明，江舰长这是在帮林云当说客，想劝陈博士回基地继续球状闪电的研究。夜里，看着远处灯塔上那一明一暗的灯光，陈博士突然受到启发。他无意间意识到球状闪电很可能原本就存在自然界之中，只是由于某种条件激发，被我们的目光捕捉到而已。这样，大家现在需要做的就是“找到它”，而不是“制造它”。
新的设想促使陈博士重返研究岗位，海岛归来后他接受邀请来到林云家做客。这是一次小规模但高规格的聚会。林云的父亲，技术出身的林峰将军亲自下厨做了几个菜。席间陈博士说出他的想法，三人热烈讨论起来，林峰将军还给出了很中肯的实验建议。饭后，林父又单独与陈博士聊了一会儿，他告诉陈博士林云很小时，妈妈在边境战争中被一种毒蜂攻击牺牲了。因为女儿对武器的狂热，这位父亲希望陈帮忙监控下林云的思想动态。
