7.1.1 線性與非線性
非線性概念相對於線性而存在，兩者有本質的區別，又有內在的關聯。
從數學關係看，線性關係滿足疊加原理，即 f（ax b y）=af（x） bf（y），若此式不成立，則是非線性關係。
從變量的角度看，線性表示變量間函數關係是直線的，變量間的變化率是恒量，變量間的比例關係在變量的整個定義域內是對稱的。非線性則是變量間的變化率非恒量，函數的斜率在其定義域中不存在或有不相等的地方。
從係統角度看，線性意味著整體和部分具有簡單加和性，即1 1=2，係統為各子係統簡單相加而成，其因果關係是直線的，相當的。而非線性則表示整體不等於各部分的簡單加和，整體可能大於或小於部分，存在一因多果或一果多因等因果關係失衡現象。正如普利高津所言：“線性律和非線性律的一個明顯區別就是疊加性質有效還是無效：在一個線性係統裏，兩個不同因素的組合隻是每個因素單獨作用的簡單疊加。但在非線性係統中，一個微小的因素能導致它的幅值無法衡量的戲劇效果”（戴國強，徐尤炳等，1999）。
非線性與線性關係既存在本質的區別，又在一定程度上可以相互轉化，而且往往“同時存在於一個係統中，規定著係統相應方麵的性質”（張本祥，孫博文等，1996）。人們已經普遍而有效的運用線性科學方法解決各種自然、社會、經濟領域的線性，近似線性問題，甚至用多次線性逼近方法得出非線性問題的近似解。但是，線性關係畢竟是非線性關係的特殊的、簡化的或近似的情形。世界在本質上是非線性的，特別是那些“強烈的相互作用，長時間的動態行為和比物理現象更複雜的生命現象和社會現象，越來越多的發現了各種各樣本質上和線性現象不同，難以預料的情形”（穀超豪，1992）。
7.1.2 非線性經濟係統
經濟係統由於有人的參與和活動產生各種各樣的相互作用，成為一個複雜的巨係統。這種相互作用是非線性的最主要的物理機製。之所以說世界在本質上是非線性的，在很大程度上就是由於相互作用的普遍存在（張本祥，孫博文等，1996）。同樣，在經濟係統中，非線性相互作用關係和現象是普遍存在的。但是，20世紀 70年代以前的研究中，經濟變量之間還局限於線性關係。隨著對經濟係統非線性本質認識的深入，以及線性的方法論、模型在宏觀經濟學等領域碰到的一係列悖論和難題（張永安，湛墾華，1996）。非線性的方法論和非線性科學成果逐步引入經濟係統的研究，形成非線性經濟學這門交叉學科。
高新技術產業是知識密集型產業，研究開發工作是一項複雜的大腦思維活動，這種知識的加工生產過程是非線性的，完全不同於機器將原材料加工成產品的投入產出的一一對應關係。高新技術企業集群中，要素之間、企業之間、人與人之間以及人與機器之間存在複雜的關係，非線性相互作用普遍存在，並由此維係著集群的生存和發展。
從複雜性科學和自組織理論角度考察，高新技術企業集群中非線性相互作用對於集群的形成、穩定和演進具有關鍵性作用，是集群自組織的內在原因和動力學條件。在線性或弱非線性情況下，意味著區域內的高新技術企業之間缺乏相互聯係和功能耦合，不可能形成宏觀上有序的具有新的結構與特性的係統，企業的集聚效應和整體優勢無從體現。正是集群內部的非線性作用，以及內部與外部之間的非線性作用，使得高新技術企業及相關機構共同產生整體行為，通過分叉、突變湧現出有別於單個獨立企業的新的特性和優勢，並反作用於各子係統，產生協同效果。故此，非線性相互作用是高新技術企業集群自組織的必要條件之一。那麼，如何去刻畫和表述高新技術企業集群的非線性作用呢？在自組織理論叢中，除分形和混沌外，超循環理論為揭示和描述高新技術企業集群非線性相互作用的結合途徑和組織結構形式提供了重要的理論工具。