7.1.1 线性与非线性
非线性概念相对于线性而存在，两者有本质的区别，又有内在的关联。
从数学关系看，线性关系满足叠加原理，即 f（ax b y）=af（x） bf（y），若此式不成立，则是非线性关系。
从变量的角度看，线性表示变量间函数关系是直线的，变量间的变化率是恒量，变量间的比例关系在变量的整个定义域内是对称的。非线性则是变量间的变化率非恒量，函数的斜率在其定义域中不存在或有不相等的地方。
从系统角度看，线性意味着整体和部分具有简单加和性，即1 1=2，系统为各子系统简单相加而成，其因果关系是直线的，相当的。而非线性则表示整体不等于各部分的简单加和，整体可能大于或小于部分，存在一因多果或一果多因等因果关系失衡现象。正如普利高津所言：“线性律和非线性律的一个明显区别就是叠加性质有效还是无效：在一个线性系统里，两个不同因素的组合只是每个因素单独作用的简单叠加。但在非线性系统中，一个微小的因素能导致它的幅值无法衡量的戏剧效果”（戴国强，徐尤炳等，1999）。
非线性与线性关系既存在本质的区别，又在一定程度上可以相互转化，而且往往“同时存在于一个系统中，规定着系统相应方面的性质”（张本祥，孙博文等，1996）。人们已经普遍而有效的运用线性科学方法解决各种自然、社会、经济领域的线性，近似线性问题，甚至用多次线性逼近方法得出非线性问题的近似解。但是，线性关系毕竟是非线性关系的特殊的、简化的或近似的情形。世界在本质上是非线性的，特别是那些“强烈的相互作用，长时间的动态行为和比物理现象更复杂的生命现象和社会现象，越来越多的发现了各种各样本质上和线性现象不同，难以预料的情形”（谷超豪，1992）。
7.1.2 非线性经济系统
经济系统由于有人的参与和活动产生各种各样的相互作用，成为一个复杂的巨系统。这种相互作用是非线性的最主要的物理机制。之所以说世界在本质上是非线性的，在很大程度上就是由于相互作用的普遍存在（张本祥，孙博文等，1996）。同样，在经济系统中，非线性相互作用关系和现象是普遍存在的。但是，20世纪 70年代以前的研究中，经济变量之间还局限于线性关系。随着对经济系统非线性本质认识的深入，以及线性的方法论、模型在宏观经济学等领域碰到的一系列悖论和难题（张永安，湛垦华，1996）。非线性的方法论和非线性科学成果逐步引入经济系统的研究，形成非线性经济学这门交叉学科。
高新技术产业是知识密集型产业，研究开发工作是一项复杂的大脑思维活动，这种知识的加工生产过程是非线性的，完全不同于机器将原材料加工成产品的投入产出的一一对应关系。高新技术企业集群中，要素之间、企业之间、人与人之间以及人与机器之间存在复杂的关系，非线性相互作用普遍存在，并由此维系着集群的生存和发展。
从复杂性科学和自组织理论角度考察，高新技术企业集群中非线性相互作用对于集群的形成、稳定和演进具有关键性作用，是集群自组织的内在原因和动力学条件。在线性或弱非线性情况下，意味着区域内的高新技术企业之间缺乏相互联系和功能耦合，不可能形成宏观上有序的具有新的结构与特性的系统，企业的集聚效应和整体优势无从体现。正是集群内部的非线性作用，以及内部与外部之间的非线性作用，使得高新技术企业及相关机构共同产生整体行为，通过分叉、突变涌现出有别于单个独立企业的新的特性和优势，并反作用于各子系统，产生协同效果。故此，非线性相互作用是高新技术企业集群自组织的必要条件之一。那么，如何去刻画和表述高新技术企业集群的非线性作用呢？在自组织理论丛中，除分形和混沌外，超循环理论为揭示和描述高新技术企业集群非线性相互作用的结合途径和组织结构形式提供了重要的理论工具。