汉语声调是第二语言学习者汉语学习的重点，更是无声调语言母语者汉语学习中的难点。本书基于复杂性科学理论的浮现主义观，对无声调语言母语者的汉语声调浮现过程进行了实验和模拟研究。研究内容主要包括三大部分，分别是汉语声调浮现过程的实验研究、双语模型的构建研究和汉语声调浮现过程的模拟研究。
汉语声调浮现过程的实验研究包括四个实验研究。实验一是对零起点、初级和中级三个阶段的汉语声调特征浮现过程的研究，实验二是对零起点、初级和中级三个阶段的汉语声调范畴浮现过程的研究，实验三是对零起点、初级和中级三个阶段的汉语单字调和音段成分发展模式的研究，实验四是对三种教学策略的学习效应的研究。实验一和实验二发现，汉语声调的浮现是一个动态的生成过程，语音特征之间的相互作用以及内部语音特征和外部环境因素之间的相互作用，制约着无声调语言母语者汉语声调的浮现；并间接证明了自组织机制是汉语声调发展的最主要的机制，汉语声调特征和四类声调之间存在着自组织和竞争关系。实验三发现，声调和音段成分之间的发展程度是不同的。造成声调和音段成分发展差异的主要原因在于母语无声调以及声调特征和音段特征的差异性。