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育儿院“花心四朵花”雪花、浪花、火花和烟花分别被不同的家庭领养。十六年后，身在法国的雪花改名安琪（林心如饰），并与齐远（朱镇模饰）相恋，但很快传来雪花死亡的消息。改名叶凡（李晟饰）的火花不相信传说中的安琪死因，她专程赴法，化身“黑天使”为安琪复仇。浪花改名白海华（万茜饰），她长大后当了一名护士，因遇上病人耿克毅（刘德凯饰），陷入了与其独子耿若尘（姚元浩饰）的情感而不能自拔。四人中的小妹烟花改名白梦华（杨紫饰），长大后出落的阳光开朗，同时享受着两位男同事的追求，闹出不少啼笑皆非的囧事。.。本片通过三代知识分子的经历，以史诗的手法，描述了20世纪中国当代科学和教育家波澜壮阔的奋斗史，塑造了以钱学森、华罗庚、邓稼先、钱三强、朱自清、周培源、吴有训等为创作原型的卓然不凡的艺术群象，生动再现了从抗战爆发的清华北大到烽火硝烟的西南联大，再到新中国诞生之初，一代学子在烽火硝烟中发奋学习长大成人，赴美留学，并取得令世界瞩目的科学成就，最终冲破重重阻挠，毅然返回祖国贡献青春和才华，以满腔热血和拳拳的赤子之心奠基共和国科教大厦的史实。。