本书以作者开设"系统科学概论"和"系统科学数理基础"两门课的为基础。全书共三册，本书作为靠前册，简要介绍了系统科学的基本概念、研究方法和一些典型的研究实例，读者将体会到什么是系统科学，并且从欣赏研究实例和做练习中学会一些系统科学的思维方式和研究方法。同时还介绍了概念地图与系统图示方法，把概念与概念之间的连接画成一张图，用来整理制作者的思路，指引学习者对概念的理解。
第I卷 系统科学概论
前言
第一章 引言：系统科学与科学 1
1.1 抛一块砖：系统科学的思想、目标和定位 2
1.2 整体论和还原论、相互作用 4
1.3 关于科学和科学方法 9
1.4 科学和数学的关系：概念是对现实的抽象，抽象的结果是数学结构 14
1.5 划分系统和确定考察的因素：热寂问题和量纲分析 33
1.6 力学思想无处不在：状态、状态变化以及状态变化的原因 39
1.7 普适性：一个概念、原理、分析方法或者模型尽可能多地描述现象 42
1.8 作业 44
1.9 本章小结 45
第二章 一些具有系统科学特色的研究实例 47
2.1 热寂说与开放系统结构的产生 48
2.2 整体运动的激发模式，涌现 52
2.3 相变与临界性的例子 63
2.4 相互作用，周期与混沌的例子 71
2.5 再一次用混沌的例子，确定性和随机性 76
2.6 相互作用与网络科学的例子：汉字研究 79
2.7 相互作用与网络科学的例子：PageRank算法 91
2.8 相互作用与投入产出分析：经济学和科学学 94
2.9 系统生物学和化学反应网络：流平衡分析 99
2.10 博弈与相互作用的例子 103
2.11 约束下定态与动态过程的优化的例子 106
2.12 作业 119
2.13 本章小结 120
第三章 概念地图与系统图示法 121
3.1 如何描述一个系统：图示举例 122
3.2 一般系统图示法：概念地图 126
3.3 反馈图和可计算反馈图 130
3.4 本体论图 134
3.5 概念地图、理解型学习和理解系统 138
3.6 作业 141
3.7 本章小结 142
第四章 网络作为复杂系统的骨架 143
4.1 之前的举例中的网络视角 144
4.2 网络的精神：几何性和网络效益 145
4.3 作业 149
4.4 本章小结 150
第五章 为什么要学习数学和物理 153
5.1 第一卷总结：全书的结构 154
5.2 数学和物理作为系统科学研究对象和问题的来源 156
5.3 数学和物理作为系统科学思维方式和分析方法的来源 156
5.4 本章小结 157
参考文献 159
名词索引 165
人名与常用翻译 169
插图 173
举例目录 175
第II卷 系统科学的数学物理基础
第六章 线性代数
第七章 概率论
第八章 力学
第九章 统计力学
第十章 量子力学
第十一章 随机过程
第III卷 系统科学的基本理论
第十二章 线性与非线性动力学简论
第十三章 相变、临界性与自组织临界性
第十四章 网络科学概论
第十五章 广义投入产出分析
第十六章 博弈论与演化博弈概论
