斯凡赛德迈尼恩·钱德拉赛卡拉姆庇莱博士，伊利诺斯州大学计算机专业的教授，也有着负疚感，但那感觉却与海伍德·弗洛伊德大不相同。他的学生和同僚们常常推测，这个瘦小的科学家是不是人类，如果他们得知他从没想到过那些死去的宇航员他们也决不会吃惊。钱德拉博士只为他失去的孩子，哈尔9000号电脑感到伤心。
即使过了这些年，他无数次地复核从发现号上发回的数据，他仍然不能确定到底哪儿出毛病了。他只能进行推测，他想要知道的事实还冻结在哈尔的循环电路中，在遥远的木星和木卫一之间。
事情的发生及发展已经明晰，直到发生了悲剧；在此之后，鲍曼指令长在他曾短暂地重新建立联系的时候，曾经发回零碎的事件细节。但是，仅仅知道发生了什么并不能解释原因。
在任务后期出现了第一个遇上麻烦的迹象，那时哈尔报告联系地面和发现号的天线元件即将损坏。如果那个跨越上百亿公里的信号传输系统无法对准目标，发现号将变得既盲又聋且哑。
鲍曼亲自到外面去更换了那个可疑的元件，但对它进行检测时，出乎所有人的意料之外，发现它状态完全良好无损。自动检测系统找不到任何毛病，而哈尔地面上的孪生兄弟，萨尔9000在信息被传回厄尔巴那（伊利诺斯州大学分校所在地——重校者注）时也得出同样结论。
但哈尔坚持它的诊断，并强调指出可能出现的“人类错误”。它建议把控制元件重新安装在天线上，直到最后出问题的时候再找出毛病在哪儿。没人想到要拒绝这一建议，因为那元件只需几分钟就可重新装好，虽然它现在已被拆开。
但鲍曼和普尔却并不高兴，他们都觉得有什么地方出了错，但没人能指出究竟哪儿有问题。几个月来，他们把哈尔当成这个小小世界的第三成员，熟悉它的一切脾性。而那时飞船中的气氛却发生了微妙的变化，空气中有了紧张的成分。
感到象个叛徒——正如几乎陷于狂乱的鲍曼后来向控制中心报告的——这个小世界上占三分之二的人类成员曾讨论过，如果他们的机器同僚确实出现故障他们该做些什么。最坏的可能，哈尔会被解除一切高级责任。这就涉及到拆解——对计算机而言，这无异于死亡。
尽管有所怀疑，他们仍然按计划行事。普尔乘一座小宇宙舱飞出发现号，送回天线元件并进行安装。由于重新安装天线元件的工作宇宙舱无法独立完成，所以普尔出舱手工操作。
外部摄像机没拍到到底发生了什么，这一细节本身也令人生疑。鲍曼得到的第一声灾难警告是普尔的一声叫喊——然后是一片死寂。片刻后他看见了普尔，翻滚旋转着飞向了太空。他自己的宇宙舱撞飞了他，然后它也失控爆炸了。
正如鲍曼后来自己承认的，他接着犯了几个严重错误——虽然有可原谅之处。为了营救普尔，如果他还活着的话，鲍曼自己也进了一座宇宙舱——让哈尔完全控制了整艘飞船。
这个行动是徒劳的，当鲍曼赶到时普尔已经死了。在绝望的麻木中，他带着尸体回到了飞船——结果被哈尔拒之门外。
但哈尔低估了人类的智慧和毅力。虽然他把自己宇航服的头盔留在了飞船里，因此必须得冒着暴露在太空中的危险，鲍曼还是强行通过一道不受电脑控制的紧急入口进入飞船。然后他制住了哈尔，把电脑芯片一枚一枚地拔了出来。
当他重新获得了飞船的控制权，鲍曼震惊地发现，在他离开后，哈尔关掉了三位冬眠宇航员的生命支持系统。鲍曼陷入了完全的孤独，在整个人类历史上这是前所未有的。
其他人也许会被深深的绝望压垮，但此时大卫·鲍曼证明了当初选中他的人们没有看走眼。他设法操纵着发现号，把整个飞船转向以便让天线对准地球，重建了与地面控制中心的断续联络。
按预定的航线，发现号终于抵达了木星，在那儿，在这巨大行星及其卫星群中的轨道上，鲍曼发现了一块黑色板块，它的形状和月球第谷环形山发现的独石一模一样——但放大了几百倍。他乘坐一座宇宙舱前去探察，最后，他留下了莫名其妙的一句话：“我的天，这儿充满着星斗！”就此失踪了。
这个谜留给别人去操心，钱德拉博士只挂念着哈尔。如果在他冷漠的内心世界中还有一件憎厌的事，那就是不确实性。只有当他知道了导致哈尔行为的原因他才会满意。即使是现在，他也拒绝把这件事叫做“故障”，他称其为“行为异常”。
