1899年的德州夏天，白天气温高得吓人，一般人即使安安静静躺下来睡午觉，依然汗流浃背。11岁的卡莉喜欢在这时候一个人偷偷跑去游泳。她对报社刊登太阳下的气温不满意，写信去反应，报社从善如流，改报阴影下的气温，果然让人觉得凉爽了一点。她的大哥送她一本笔记，她用来观察纪录每天看到的生物，也聪明的想出号令蚯蚓的方法，销售给哥哥当鱼饵。她对达尔文的进化论感兴趣，偷偷设法去图书馆借书，却被禁止，让她很沮丧。后来她发现庭院里的绿色蝗虫体型比较小，动作迅速；黄色蝗虫虽然动作慢，个头却大，她跑去问爷爷，以为自己发现了新品种，但爷爷要她自己找答案。她从观察中体认到黄色蝗虫因为有体色保护，所以即使动作迟缓，仍然可以活到比较老。她把这个发现告诉爷爷，老人家大为惊讶，将她视为志同道合的朋友。爷爷引领她进入科学世界，教她如何做观察笔记，如何使用显微镜，同时怎样养成实事求是的研究精神，并告诉她许多科学家的事迹。