非线性是指变量之间的关系，不是直线而是曲线、曲面、或不确定的属性。自变量与变量之间不成线性关系，成曲线或抛物线关系或不能定量，这种关系叫非线性关系。非线性是自然界复杂性的典型性质之一。与线性相比，非线性更接近客观事物性质本身，是量化研究认识复杂知识的重要方法之一。
“线性”与“非线性”，常用于区别函数y=f(x)对自变量x的依赖关系。线性函数即一次函数，其图像为一条直线。其它函数则为非线性函数，其图像不是直线。线性，指量与量之间按比例、成直线的关系，在空间和时间上代表规则和光滑的运动；而非线性则指不按比例、不成直线的关系，代表不规则的运动和突变。
非线性与线性的关系：非线性与线性是相对而言的，两者是一对矛盾的概念，一方面两者在一定程度上可以相互转化，另一方面两者又存在本质区别，再者两者同时存在于一个系统中，规定着系统相应方面的性质。
首先，在数学上一些线性方程可转化为非线性方程来解。物理上的一些非线性问题，也可以通过数学变换而转化为线性方程来研究。其次，在某些情况下，由方程得到的解析解并不能提供更多的信息，无助于更好地理解系统的行为，而从解的非线性形式中可以方便地得到所研究系统的重要性质。
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