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六年级学生菲马和科利亚跟踪一个奇怪的女人来到一栋废弃的老房子。进入房子后他们没有找到那个女人，但科利亚在地下室发现一扇门后有明亮的房间（简直就是苏联版的随意门）。在没有意识到这是时光机的情况下，科利亚启动了机器，经过时间旅行来到了未来，在那里他遇见了机器人韦特。韦特是莫斯科时光研究所的清洁工兼文物登记员，他把科利亚当成了文物。他告诉科利亚此时是2084年，也就是一百年以后。韦特本应该送科利亚进博物馆，但为了掩盖波利娜的工作失误，他决定送科利亚回去，同时出于浪漫主义者的同情，他允许科利亚去游览一下未来。科利亚乘坐玩具车一般的飞行器来到宇宙发射场。他本想混上航班去其他星球游览，却意外目击了到港飞船的货箱里跑出两个外星人，它们袭击地勤人员并变形成他们的样子。科利亚从有过一面之缘的老绅士帕维尔处了解到，宇宙动物学家谢列兹尼奥夫发明了叫做读心机（Mielophone）的仪器，可以用来解读任何动物的思维，目前由他女儿阿莉萨保管在宇宙动物园。在被袭击之后，帕维尔告诉科利亚那两个人是宇宙海盗，可能要去抢夺读心机。科利亚匆匆赶往动物园，同时海盗们刚刚从阿莉萨手中偷走了读心机。在朋友的配合下，科利亚取得读心机，并逃往时空研究所。韦特把他送回1984年，自己却在与海盗的搏斗中牺牲。海盗们也来到1984年，同样赶来的还有阿莉萨。由于不熟悉一百年前的交通，阿莉萨被一辆无轨电车撞了，随后被送进医院。住在同一病房的尤利娅恰好和科利亚在同一个班，但问题是名为科利亚的学生有三个。海盗们不知道读心机在谁那里，因此他们伪装成医生进入阿莉萨的病房搜查。识破海盗们的伪装后，阿莉萨和尤利娅在清晨逃出医院，回到尤利娅家中。在尤利娅奶奶的帮助下，阿莉萨转学到了科利亚的班上。阿莉萨和尤利娅盘问三个科利亚，想要确定哪一个是拿走读心机的那个，却一无所获。另一方面，科利亚在菲马的劝告下，担心阿莉萨是海盗伪装的，或者阿莉萨会为了执行任务而将他灭口（盘问的时候阿丽萨的眼神相当凶悍），因此迟迟不敢将读心机交给阿莉萨。与此同时，海盗们追寻着阿莉萨和科利亚，并伪装成老师来到班上。科利亚将读心机偷偷放入尤利娅的包中，向阿莉萨坦白身份后逃离教室。海盗们追上科利亚，将他绑架到废弃的房子里。了解了阿莉萨的身份之后，全班同学一起出发寻找科利亚。尤利娅从包里拿食物时发现了读心机，学生们利用它识破目击者的谎言，并发现海盗们躲藏的房子。阿莉萨进入房子后，由于关心被折磨昏倒的科利亚而忽视了读心机，结果被海盗夺走。海盗们逃入地下室，用激光枪迫使学生们后退，但最终被带着防护罩的波利娜制服，押送回未来。阿莉萨在告诉同学们他们的未来之后，与大家告别。尽管是儿童科幻片，这部片子仍能够让我们看到八十年代苏联的种种细节，还有那个年代人们对未来世界的幻想。如碰碰车般的飞船现在看来很可笑，不过高耸的带玻璃幕墙的摩天大楼倒是真的流行开来。我们可以清晰地看到苏联的街道，医院，学校。如果你够仔细的话，你可以看到几乎所有的房门都是破旧的。而且在那个时候，食品短缺已经相当严重。戈尔巴乔夫刚刚上任。