幾年前，意大利蒙札市議會禁止寵物的主人把金魚養在彎曲的魚缸裡。提案的負責人解釋此提案的部分理由是，因爲金魚向外凝視時會得到實在的歪曲景色，將金魚養在彎曲的缸裡是殘酷的。然而，我們何以得知我們擁有真正的沒被歪曲的實在圖像？難道我們自己不也可能處於某個大魚缸之內，一個巨大的透鏡扭曲我們的美景？金魚的實在的圖像和我們的不同，然而我們能肯定它比我們的更不真實嗎？
金魚的實在圖像和我們自己的不同，但金魚仍然可以表述制約它們觀察到的在魚缸外面物體運動的科學定律。例如，由於變形，我們觀察到的在一根直線上運動的一個自由物體會被金魚觀察成是沿着一根曲線運動。儘管如此，金魚可以從它們變形的參考系中表述科學定律，這些定律總是成立，而且使它們能預言魚缸外的物體的未來運動。它們的定律會比我們參考系中的定律更爲複雜，但簡單性只不過是口味而已。如果一條金魚表述了這樣的一個理論，我們就只好承認金魚的風景是實在的一個正確的圖像。
托勒密(約公元85年——約公元165年)在公元150年左右提出一個描寫星體運動的模型，這是一個實在的不同圖像的著名例子。托勒密的研究發表在十三冊的一部論文中，這部論文通常以阿拉伯文題目《天文學大成》而衆所周知。《天文學大成》從解釋爲何認爲地球是一個球形的靜止的位於宇宙中心，並與星空的距離相比是小到可以忽略開始。雖然阿利斯塔克提出日心模型，但至少自亞里士多德時代開始，大多數希臘有教養的人都持有這些信仰，亞里士多德由於神秘的原因相信地球應該是位於宇宙的中心。在托勒密模型中，地球靜止地位於中心，行星和恆星在非常複雜的軌道上圍繞着它運行，這些軌道牽涉到週轉圓，正如輪子上的輪子。
由於我們沒覺得腳下的地球在運動(除了地震或者激情澎湃的時刻)，這個模型似乎是自然的。後來的歐洲學術是基於傳承下來的希臘之源，於是亞里士多德和托勒密的觀念就成爲多數西方思想的基礎。天主教會採用托勒密的宇宙模型當作正式教義達十四世紀之久。直至1543年，哥白尼纔在他的著作《天旋論》中提出一個另外的模型。雖然他已花了幾十年來研究此理論，該書在他逝世那年纔出版。
正如大約早十七世紀的阿利斯塔克，哥白尼描寫其中太陽處於靜止，而行星以圓周軌道圍繞着它運轉的一個世界。儘管這個思想並不新，其復活卻遭到激烈的抵制。哥白尼模型被認爲和聖經相牴觸，儘管聖經從未清楚地說明，但被解說成行星圍繞着地球運動。事實上，在撰寫聖經的時代，人們相信地球是平坦的。哥白尼模型引起關於地球是否靜止不動的狂烈辯論。這個辯論於1633年因伽利略受到異端審判而達到高峰。他的罪名是提倡哥白尼模型並認爲“在一種信念被宣佈並確定爲與聖經衝突之後，人們仍然可以把它當作可能的信念予以堅持並捍衛。”他被裁決有罪，判爲終身軟禁，並被迫宣佈放棄原先的信仰。據說他低聲嘀咕道：“可是它仍在運動。”1992年，羅馬天主教廷終於承認譴責伽利略是錯誤的。
那麼，托勒密系統或哥白尼系統，哪個是真實的？儘管人們時常說哥白尼證明了托勒密是錯的，但那不是真的。正如在我們的正常觀點和金魚的觀點相比較的情形，人們可以利用任一種圖象作爲宇宙的模型，對於我們天空之觀測，既可從假定地球處於靜止，也可從假定太陽處於靜止得到解釋。儘管哥白尼系統在有關我們宇宙本性的哲學辯論中的作用很大，然而它的真正優勢是在太陽處於靜止的座標系中運動方程要簡單得多。
在科幻影片《黑客帝國》(Matrix)中發生了不同類型的另外實在。影片中的人類不知不覺地生活在由智慧電腦製造的模擬實在之中，當電腦將他們的生物電能(不管爲何物)吸吮時，使他們保持平靜而滿意。這也許沒那麼牽強，因爲許多人寧願在網絡的虛擬實在中消磨時日，例如“第二人生”。我們何以得知，我們不僅是一部電腦製作的肥皂劇中的角色呢？如果我們生活在合成虛世界中，事件就不必具有任何邏輯或一致性或服從任何定律。進行操控的外星人也許在看到我們反應時會覺得更有趣更開心，例如，如果滿月分開兩半，或者在這世界上每個節食的人顯示對香蕉奶油餅的毫不節制的渴望。但是如果外星人實施一致的定律，我們就無法得知在這模擬的實在背後還有另一個實在。將外星人生活的世界稱作“真的”，而把合成世界當作“假的”是很容易的事情。但是如果——正如我們這樣——在模擬世界中的生物不能從外面注視到他們的宇宙之中，他們就沒有理由懷疑他們自己的實在圖像。這是我們都是他人夢中的想象物的觀念的現代版本。
從這些例子，我們可得到對本書非常重要的結論：不存在與圖象或理論無關的實在性概念。相反地，我們將要採用將其稱爲依賴模型的現實主義觀點：一個物理理論和世界圖像是一個模型(通常具有數學性質)以及一組將這個模型的元素和觀測連接的規則的思想。這提供了一個用以解釋現代科學的框架。
從柏拉圖以來的哲學家長期以來爭議實在的性質。經典科學是基於這樣的信念，存在一個真實的外部世界，其性質是確定的，並與感知它們的觀察者無關。根據經典科學，某些物體存在並擁有諸如速率和質量等物理性質，它們具有明確定義的值。在這種觀點裡，我們理論是試圖去描述那些物體及其性質，並且將我們的測量和感覺與之對應。無論是觀察者還是觀察對象都是具有客觀存在的世界的部分，它們之間任何區別都是無意義的。換言之，如果你看到一羣斑馬在停車場爭奪一塊地方，那是因爲真的有一羣斑馬在停車場爭奪那個地方。所有其他正在看的觀察者都會測量到同樣的性質，而且不管是否有人在看這羣斑馬，它們都具有那些性質。在哲學中，這一信仰稱爲現實主義。
雖然現實主義也許是誘人的觀點，正如我們將在下面看到的，我們有關現代物理的知識使得要爲它辯護變得非常困難。例如，根據精確描述自然的量子物理原理，除非並且直到一個粒子的位置或速度被一位觀察者測量，這個粒子既不擁有明確的位置也不擁有明確的速度。因此，說測量之所以給出一定的結果，是因爲被測量的量在測量的時刻具有那個值是不正確的。事實上，在某種情形下，單獨的物體甚至並沒有獨立的存在，而僅作爲衆多的系綜的部分而存在。而且如果一種稱爲全息原理的理論被證明是正確的，我們以及我們的四維世界可能是一個更大的五維時空在邊界上的影子。在那種情形下，我們在宇宙中的狀況類似於金魚的狀況。
徹底的現實主義者經常論證道，科學理論描繪實在的證明在於它們的成功。但不同理論可以通過全異的概念框架成功地描述同樣的現象。事實上，許多已被證明成功的理論後來被其它基於全新的實在性概念之上的同等成功的理論所取代。
在傳統上，那些不接受現實主義的人被稱爲反現實主義者。反現實主義者相信經驗知識和理論知識相互不同。他們一向論爭道，觀察和實驗是有意義的，但是理論只不過是有用的工具，並不體現任何作爲被觀察現象的基礎的更深刻真理。一些反現實主義者甚至要將科學限制於可被觀察的東西。因爲這個原因，十九世紀時的許多人基於我們永遠看不見原子而拒絕原子的概念。喬治·貝克萊(1685—1753)甚至走至如此地步，他斷言除了精神及其思想，沒有任何東西存在。當英國作家兼辭典編篡人薩繆爾·約翰孫博士的一位朋友對他說起不可能反駁貝克萊的聲明時，據說約翰孫的反應是，走近一塊大石頭，踢它並宣佈,“我如此反駁他。”當然，約翰孫感覺的腳痛也還是他頭腦中的一個思想，所以他還未真正駁斥貝克萊的觀念。但其行爲確實解釋了哲學家大衛·休謨(1711—1776)的觀點。後者寫過，儘管我們沒有合理的理由信仰一個客觀的實在，我們也別無選擇，只好裝作彷彿它真是那樣的。
依賴模型的現實主義使現實主義和反現實主義的思想學派之間所有這類爭議變得毫無意義。按照依賴模型的現實主義，去問一個模型是否真實是無意義的，只有是否與觀測相符纔有意義。如果存在兩個都和觀測相符的模型，正如金魚的圖像和我們的圖像，那麼人們不能講這一個比另一個更真實。在所考慮的情形下，哪個更方便就用哪個。例如，如果一個人處於金魚缸內，那麼金魚圖像會是有用的，但對外界的人們而言，那麼在地球魚缸的參照系裡去描述從遠處星系來的事件就會非常笨拙，尤其是因爲魚缸隨着地球圍繞太陽公轉並圍繞着自己的軸自轉而在運動。
我們在科學中製造模型，然而我們日常生活也製造模型。依賴模型的現實主義不僅適用於科學模型，還適用於我們所有人爲了解釋並理解日常世界而創造的有意識和下意識的心理模型。沒辦法將觀察者——我們——從我們對世界的認識中排除，認識是通過感覺過程以及通過思維和推理方式產生的。我們的認識——而因此我們理論以其爲基礎的觀測——不是直接的，而是由一種類似透鏡之物——我們人腦的解釋結構而塑造的。
依賴模型的現實主義對應於我們感覺對象的方式。在視覺中，人們大腦從視覺神經接受一系列信號。那些信號並不構成你會從電視接受的那類圖像。在視覺神經連接視網膜之處有一盲點，還有你的視場具有高分辨率的部分僅處於視網膜中心周圍大約一度的狹窄視角，這個範圍的角度和你伸出手臂時大拇指的寬度一樣。如此送入你頭腦的未加工的數據就像有個洞的模樣般古怪的圖像。幸運的是，人腦處理那個數據，將兩隻眼睛的輸入結合在一起，假定鄰近位置的視覺性質類似，再填滿縫隙並應用插入技術。此外，大腦從視網膜讀到二維的數據排列並由它創生三維空間的印象。換言之，大腦建立心理圖像或模型。
在建立模型方面，大腦是如此稱職，如果人們配上一種上下顛倒其眼中之像的眼鏡，他們的大腦在一段時間後就會改變模型，使之再次看到在正確方向的東西。如果之後摘下眼鏡，在一段時間內，他們看世界是上下顛倒的，然後會再次適應。這表明，當一個人說“我看到一把椅子”時，他的意思僅僅是他利用椅子散射來的光建立一個椅子的心理圖像或模型。如果模型上下顛倒，在他坐到椅子上去之前，幸運的是，其腦子改正了那個模型。