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埃文自幼便会在突然失忆断片。长大后，翻看儿时日记时，发现拥有穿越时空，重回过去断片时刻的能力，并以成年意识重新控制身体。
为了弥补童年创伤，他不断穿越，试图修复好友凯莉、莱尼以及同学托米的人生。而每一次改变过去在现实中又引入了不可预知事件：救下凯莉，却让托米走向极端暴力；阻止托米暴力，却让自己落成截瘫；试图让所有人过上更好的生活，却让凯莉成为牺牲者。埃文逐渐意识到，时空穿越的每一处微小改变，都以某种影响世界轨迹，这种影响又尝尝是残酷的显示。
想起小时候，在某次探望被锁入精神病院的父亲，差点被对面的父亲杀死的遭遇，他明白了自己才是所有混乱的源头。
为了让最爱的人拥有正常平静的生活，埃文回到最早的时间线，主动切断与凯莉的羁绊，让彼此从未成为朋友。最终，埃文牺牲了个人情感，换取所有人能在没有他的世界里重获安宁。
电影前半小时看不懂，很多无法连贯莫名其妙的事情，后面所有事件有了呼应和答案。这些莫名其妙的反常行为，实际上是成年后，知道了穿越秘诀的埃文，占据了小时候的埃文的脑子，这也正是造成了他当时的失忆的原因。
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据说有四个版本的结局，我看到就是用剪断凯莉感情的方式，换取世界的安宁。其中一个结局是，蝴蝶效应下，埃文最终选择了父亲的方式，埃文更极端。在分娩前，用脐带扼杀了自己。相当伤感的结局，但我更喜欢这个版本。蝴蝶效应像是一把命运的锁链，对抗命运的徒劳则如同古希腊悲剧，多半是试图僭越上帝的结局。人做不了上帝，做如此非分之想，或有如此禀赋，就是试图僭越上帝，厄运如影随形。