6个月大的霍华德，被纽约家庭收养，在一个中上层家庭里长大，养父母对他很好。
长大后，霍华德总觉得自己的一生中缺少一些东西。这种感觉从未消失，所以35年后，他决定开始挖掘自己的过去......
“你觉得你错过了什么，又不知道它是什么。你不能碰它，你无法言说。”霍华德经过很多途径，也无法找他的亲生母亲，但他却意外发现了他还有个双胞胎兄弟。
霍华德的双胞胎兄弟，同样并不知道有霍华德。但这一消息证实了霍华德总觉得缺少一些东西的感觉却非臆想......
依照某些法律，收养所并不能告诉霍华德他兄弟的消息和联系方式。
在朋友帮助下，几年后，霍华德和久违的孪生兄弟道格联系上了。见面后，霍华德和道格意识到他们真的太相似，就像是生活在不同平行世界中的同一个人，他们都是1992年结婚，讨厌所有的调味品，喜欢曲棍球、是跑步者，甚至妻子都是同类型的女子。
他们对童年的有些回忆是相同的，而且是不安的。两人都记得有陌生人拍摄他们，询问并测试他们。他们也意识到，收养他们的家庭都不知道他们有个孪生兄弟。
收养机构告诉大卫和霍华德，是他们在童年时检查他们，看他们是如何在收养家庭进步，但那完全是个谎言......
道格和霍华德聘请的律师帮助他们发现了真相。当初政府的研究人员动用不同的方式刺激，秘密研究双胞胎、三胞胎之间的心灵感应，以及他们在不同的家庭长大时会发生什么......秘密研究在耶鲁大学举行，具体内容要到2066年才能解封。
“人类不是数据，你真的可以影响甚至毁掉到某人的生活。”霍华德说。当初被做为研究对象的孩子中，长大后有些人患上严重的心理问题，甚至有3人自杀身亡。
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