Kelvin cerca di sbarazzarsi di quel fantasma ed invita la donna a salire su una navicella spaziale che manderà in orbita. Ustionato dalle fiamme sprigionatesi dal razzo vettore, Kelvin viene medicato da Snaut che ora può finalmente spiegargli la natura degli strani fenomeni che si presentano a bordo della stazione spaziale. I “replicanti” sono comparsi come ospiti un mese prima del suo arrivo, quando i tre scienziati hanno cominciato a bombardare la superficie dell’oceano pensante di Solaris (una sorta di materializzazione dell’inconscio freudiano).
Poco più tardi, Kelvin che credeva di essersi sbarazzato del fantasma di Chari lo vede invece ricomparire nella sua stanza, e a poco a poco se ne innamora. Sartorius, tuttavia, lo avverte: quella non è Chari, è soltanto una “replica”, un corpo che, anziché essere composto da atomi, è costituito da neutrini (di antimateria, quindi), stabilizzati dal campo magnetico di Solaris.
Feritasi gravemente contro una porta metallica, Chari vede appunto le sue ferite rimarginarsi all’istante. L’acido con cui Kelvin brucia poi un campione del suo sangue non produce effetti duraturi, perché il sangue della replicante si rigenera.

Ecco perciò i tre scienziati a confronto col problema di Faust: il problema dell’immortalità.
Per far cessare le apparizioni, Snaut e Sartorius hanno avuto un’idea. Queste vengono estratte dall’oceano di Solaris quando i tre scienziati si addormentano. La soluzione sarebbe quella di trasmettere all’oceano delle radiazioni con l’encefalogramma di Kelvin, durante il suo stato di veglia. E’ l’ultimo tentativo che possono fare, prima di ricorrere al bombardamento di Solaris con le radiazioni dell’"annichilatore" messo a punto da Sartorius, una macchina che sarebbe in grado di distruggere i neutrini del suo magmatico oceano.
Sartorius, Snaut e Kelvin rappresentano tre diversi atteggiamenti “scientifici”. Per Sartorius la “verità” scientifica costituisce un valore assoluto, un “imperativo categorico” indipendente dall’uomo stesso. Diversa è invece la posizione di Snaut che riconosce la necessità dell’indagine scientifica soltanto in relazione ai doveri che la scienza ha verso l’uomo. Distante da entrambi, Kelvin si chiede: “Ma perché andiamo a frugare nell’universo quando non sappiamo niente di noi stessi?” Il suo atteggiamento nei confronti della scienza è critico. Sartorius sostiene che Gibarjan si sarebbe ucciso perché era fondamentalmente un vigliacco, aveva paura…paura della conoscenza. Invece, Kelvin dice che Gibarjan non si è ucciso per paura, ma che si è ucciso per la vergogna: “La vergogna ecco il sentimento che salva l’uomo”, commenta Kelvin.

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