婚后纳什仍然为国防部秘密工作，有一天，他在送信的时候遭遇了苏联杀手的袭击，幸亏帕彻相救才没有丧命，纳什惊慌不已，每天犹如惊弓之鸟一般生活着。
某日纳什在哈佛演讲，途中发现一名苏联杀手闯了进来，他慌忙逃离，在哈佛校园里狂奔，却被一个名叫罗森的医生带着手下制服并且绑走了。
纳什在罗森医生的办公室醒来，发现自己双手被拷住，而罗森医生正试图对他套话，纳什认为自己还是落入了苏联特工的手里，挣扎着想要逃走，就在这时，纳什发现查尔斯就坐在房间的角落里看着他，纳什急忙向对方求救，但查尔斯却对他露出了无能为力的难过表情。
纳什震惊、难以置信，他一边用力挣扎一边愤怒地控诉着查尔斯的背叛，表情几近癫狂。
“浪子室友终于露出真面目了！查尔斯·赫曼这个名字用俄语怎么说？！”在纳什的理解中，自己的大学室友一定是名苏联间谍，而且奉命监视自己很多年了。
……
“你在跟谁说话？告诉我你看见了谁。”
“没人在这里，约翰。”
银幕上，卢森医生用疑惑又怜悯的语气，对不停怒骂着的纳什说。
电影院里爆发出一阵阵抽气声，当卢森医生向艾丽西亚解释纳什得了妄想型精神分裂症，患有这种人的人分不清虚幻和现实，并且纳什的浪子室友查尔斯、查尔斯天真可爱的侄女和国防部特工威廉·帕彻全都是他幻想出来的人物后，所有的观众都懵了。
艾丽西亚并不太信服卢森医生的诊断，哪怕对方向她出示了足够多的证据，她决定调查纳什的工作细节，自己找出真相。
“不，这不是真的！”
“我不相信一切都是纳什的幻想！”
震惊过后，电影院的不少观众都纷纷抗议起来，剧情的大反转不仅将他们的目光牢牢吸引住了，甚至还让他们忍不住要为纳什喊冤！
电影已经快放了一半，约翰·纳什那智商极高、情商极低的形象也已经深入人心，尤其是发明博弈论和为五角大楼破译苏联核弹密码的过程更是完美展现了他天才的一面，没有观众愿意相信这样的人也会得精神分裂症的。
“说不定这是一个巨大的阴谋呢，那会儿可是冷战时期，什么都有可呢过发生！”
他们不愿相信这一切都是纳什的幻觉，因为无论是开朗好心的室友查尔斯、他那天真可爱的侄女还是威严神秘的美国国防部特工威廉·帕彻，出现的都是那么的合理、真实，丝毫不像是被幻想出来的人物。
所以大部分观众顺着自己的思维，理所当然的认为这肯定是一个更大的阴谋！他们和影片中的艾丽西亚一样认为纳什精神正常，绝不像卢森医生说的那样患有严重的心理疾病，并且寄希望于艾丽西亚能找出可以反驳卢森医生的证据！
但是影片剧情却从这时开始急转直下。
深信纳什的艾丽西亚闯入他的办公室，找到一个纳什定期为国家投递机密信件的地址，却发现那个地方是一座废弃的旧宅，而纳什寄出去的信件全部堆放在信箱里，从没被打开过，她拿着信件来到精神病院，将真相告知了纳什。
影院里的观众和银幕上的纳什一起被真相打击到了。
不同的是，观众已经接受了这巨大的反转，但是银幕上的纳什并没有，他震惊、抗拒、不相信，要求艾丽西亚帮助自己，在艾丽西亚拒绝后，接受不了的拔腿而去，然后独自一人将手臂割的鲜血淋漓，却怎么也找不到当初被国防部植入手臂的密码芯片了。
“被植入的东西不见了，我找不到它了。”纳什右手食指中指在左手臂的伤口里搅动，鲜血淋漓的直击镜头令人作呕，更有种感同身受的撕裂般的疼痛，倚在墙根坐下的纳什却毫无所觉，他茫然无助的像个孩子。
福克斯西海岸剧院里，克林特·伊斯特伍德注意到附近有观众捂住了嘴巴，还有人开始流泪。
而这部分人的比例，在影片中的纳什被绑缚在病床上，接受严苛的电击治疗、注射胰岛素治疗的时候，开始大幅度的增高。
影片的基调也从此发生了彻底的转变。
可以说《美丽心灵》前半部分的基调是比较明亮的，也很欢乐，特别是当纳什用数学论证同学的着装有多么难看，和他情商为零的直接向对他有好感的金发女郎提出性要求，结果被对方反甩一巴掌，引得同学们嘲弄起哄的时候，电影院里也是一阵阵的哄堂大笑。
还有纳什与艾丽西亚恋爱并求婚的部分，虽然戏份不多，但传达出的仍然是浪漫又温暖的氛围。
但就是因为前半部分的欢快明亮，当剧情急转直下，基调变得阴暗后，给观众带来的冲击和触动才更大，当纳什接受严苛痛苦的药物治疗时，他们几乎已经将自己代入到了影片里，完全感同身受了。
观众因纳什笑而笑，因纳什哭而哭。
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