A bord de l’Enterprise NCC-1701- D, l’Ingénieur Reginald Barclay exécute un diagnostic sur les fichiers holodeck « Sherlock Holmes » du navire, suite aux anomalies découvertes par le Lt Commander Data et l'ingénieur en Chef Geordi La Forge dans l'un des programmes.
En travaillant, Barclay libère accidentellement le professeur James Moriarty, holocaractère inquiétant, du noyau de mémoire protégé de l'ordinateur. Après quatre ans dans les limbes informatiques, le professeur est toujours conscient de son existence et demande à parler au capitaine Jean Luc Picard immédiatement. Il apparait que Moriarty est désormais capable de survivre en dehors du holodeck.
Le Docteur Beverly Crusher examine le « méchant » personnage littéraire et conclut qu’il est devenu, d’une façon ou d’une autre, un authentique être humain. Quand Picard annonce à Moriarty qu’il se trouve désormais à bord d’un vaisseau spatial du 24ème siècle, Moriarty exprime le désir d’explorer son nouvel univers en compagnie de sa compagne d’holodeck la Comtesse Régina Barthalomew.
Picard cherche à gagner du temps, mais Moriarty parvient à prendre le contrôle de l’Enterprise, laissant l’équipage incapable de maintenir une distance de sécurité avec le système Detrian où deux planètes sont sur le point d’entrer en collision.
Finalement Data parvient à découvrir que Moriarty a simplement créé une simulation holographique de l'Entreprise et de son équipage. Picard, La Forge, Barclay et l’officier androïde sont en réalité piégés à l’intérieur du holodeck.
Lorsque la version réelle de l’Enterprise commence à être attirée par un puits gravitationnel, le Commander William Riker semble admettre la défaite et le Professeur ainsi que la comtesse obtiennent d’accéder à la navette Sakharov, et, ensemble, ils quittent l’Enterprise en direction de Meles II, la planète inhabitée la plus proche.
En réalité, Riker et le Sakharov font partie d’une autre illusion élaborée, créée par Picard et ses officiers depuis l’intérieur du holodeck. Les deux hologrammes vivront leur vie, inconscients du fait qu’ils ont été confinés dans un petit cube informatisé (Un navire dans une bouteille) comme le dit Picard. L’équipage récupère le contrôle de leur vaisseau, et l’Enterprise s’éloigne du danger.
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