L'action commence en 1952 sur les bancs de l'université de Leningrad. Oleg Touline et Sergueï Krylov sont étudiants en physique, passionnés par les orages. Ils rêvent d'apporter à l'homme la maîtrise scientifique du climat. Alors que l'atmosphère scientifique de l'époque est au débat autour de la cybernétique, déclarée officiellement comme une fausse-science bourgeoise, Sergueï affirme insolemment à son professeur devant tout l'amphithéâtre qu'il ne s'agit-là que d'un peu d'électronique mâtinée de maths. Cette opinion lui vaut une exclusion de l'université et la perte de sa bourse d'études. Touline lui arrange un rendez-vous chez les directeurs et demande instamment à Sergueï de faire profil bas. Ce dernier ne peut cependant s'empêcher de défendre une vérité scientifique: il doit abandonner la fac. Une discussion entre les deux amis pose le problème du film: un scientifique doit-il faire des compromis, "étouffer sa propre chanson" pour pouvoir poursuivre sa recherche? Sergueï travaille à l'usine où il fait preuve de beaucoup d'originalité et d'inventivité et achève ses études aux cours du soir, toujours passionné par le même problème. Il prépare un exposé sur la décharge des gaz qu'il présente devant le grand spécialiste de la théorie générale des champs électriques, le professeur Dankevitch. Après un débat houleux, ce dernier lui démontre que ses résultats sont erronés, et Sergueï, après une remise en question de ses capacités, prend la décision de tout faire pour aller étudier chez lui. Le professeur Dankevitch refuse de prendre Sergueï dans son équipe. Ce-dernier se fait alors employer comme porte-charge dans son bâtiment de recherche. S'inclinant devant son obstination, Dankevitch le prend comme laborantin dans l'équipe du professeur Anikeïev. Anikeïev inculque à l'étudiant, bouillant défenseur de la théorie, les bases de la pratique: ne pas se fatiguer pour rien, taper un peu sur les machines, et surtout ne pas trop lire!