In physical sciences, a nonlinear system is a system in which the output is not directly proportional to the input. Nonlinear problems are of interest to engineers, physicists and mathematicians and many other scientists because most systems are inherently nonlinear in nature. Nonlinear systems may appear chaotic, unpredictable or counterintuitive, contrasting with the much simpler linear systems. Some authors use the term nonlinear science for the study of nonlinear systems. This is disputed by others:

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  • In physical sciences, a nonlinear system is a system in which the output is not directly proportional to the input. Nonlinear problems are of interest to engineers, physicists and mathematicians and many other scientists because most systems are inherently nonlinear in nature. Nonlinear systems may appear chaotic, unpredictable or counterintuitive, contrasting with the much simpler linear systems. Typically, the behavior of a nonlinear system is described in mathematics by a nonlinear system of equations, which is a set of simultaneous equations in which the unknowns (or the unknown functions in the case of differential equations) appear as variables of a polynomial of degree higher than one or in the argument of a function which is not a polynomial of degree one. In other words, in a nonlinear system of equations, the equation(s) to be solved cannot be written as a linear combination of the unknown variables or functions that appear in them. It does not matter if nonlinear known functions appear in the equations. In particular, a differential equation is linear if it is linear in terms of the unknown function and its derivatives, even if nonlinear in terms of the other variables appearing in it. As nonlinear equations are difficult to solve, nonlinear systems are commonly approximated by linear equations (linearization). This works well up to some accuracy and some range for the input values, but some interesting phenomena such as solitons, chaos and singularities are hidden by linearization. It follows that some aspects of the behavior of a nonlinear system appear commonly to be counterintuitive, unpredictable or even chaotic. Although such chaotic behavior may resemble random behavior, it is absolutely not random. For example, some aspects of the weather are seen to be chaotic, where simple changes in one part of the system produce complex effects throughout. This nonlinearity is one of the reasons why accurate long-term forecasts are impossible with current technology. Some authors use the term nonlinear science for the study of nonlinear systems. This is disputed by others: Using a term like nonlinear science is like referring to the bulk of zoology as the study of non-elephant animals.— Stanislaw Ulam (en)
  • في مجال الرياضيات، يعد مصطلح النظام اللاخطي مصطلحًا لا يستوفي شروط مبدأ التراكب، أو مصطلحًا يكون ناتجه غير متناسب مباشرة مع مدخلاته، بينما يحقق النظام الخطي تلك الشروط. وبمعنى آخر، فإن النظام اللاخطي هو أية مشكلة يكون فيها المتغير (المتغيرات) المفترض حلها لا يمكن كتابتها كـتركيبة خطية لمكونات مستقلة. ويعد النظام غير المتجانس، الذي يكون خطيًا بغض النظر عن وجود وظيفة لـ المتغيرات المستقلة، هو نظام لاخطي وفقًا لتعريف دقيق، ولكن هذه الأنظمة تتم دراستها عادةً إلى جانب الأنظمة الخطية؛ وذلك بسبب إمكانية تحويلها إلى أنظمة خطية من متغيرات متعددة. تقع المشكلات اللاخطية في دائرة اهتمام المهندسين، والفيزيائيين، والرياضيين نظرًا لأن معظم الأنظمة الفيزيائية هي أنظمة لاخطية متأصلة في الطبيعة. ويصعُب حل المعادلات اللاخطية، كما أنها تؤدي إلى حدوث ظواهر مثيرة للاهتمام مثل الشواش. ويتم النظر إلى بعض جوانب الجو (وإن لم يكن المناخ) على أنها فوضوية، حيث تتسبب التغيرات البسيطة في جزء واحد من النظام في إحداث تأثيرات معقدة في كل مكان. ولا يعتبر النظام اللاخطي نظامًا عشوائيًا. (ar)
  • En matemáticas, los sistemas no lineales representan sistemas cuyo comportamiento no es expresable como la suma de los comportamientos de sus descriptores. Más formalmente, un sistema físico, matemático o de otro tipo es no lineal cuando las ecuaciones de movimiento, evolución o comportamiento que regulan su comportamiento son no lineales. En particular, el comportamiento de sistemas no lineales no está sujeto al principio de superposición, como lo es un sistema lineal. En diversas ramas de las ciencias la no linealidad es la responsable de la comportamientos complejos y, frecuentemente, impredictibles o caóticos. La no linealidad frecuentemente aparece ligada a la autointeracción, el efecto sobre el propio sistema del estado anterior del sistema. En física, biología o economía la no linealidad de diversos subsistemas es una fuente de problemas complejos, en las últimas décadas la aparición de los ordenadores digitales y la simulación numérica ha disparado el interés científico por los sistemas no lineales, ya que por primera vez muchos sistemas han podido ser investigados de manera más o menos sistemática. (es)
  • Cet article décrit la non-linéarité en mathématiques, pour les autres sens, voir Non-linéarité (homonymie). La non-linéarité est la particularité, en mathématiques, de systèmes dont le comportement n'est pas linéaire, c'est-à-dire soit ne satisfaisant pas le principe de superposition, soit dont la sortie n'est pas proportionnelle à l'entrée. Les problèmes non linéaires intéressent les mathématiciens et les physiciens car la plupart des systèmes physiques sont non linéaires. Certains systèmes non linéaires sont également chaotiques, comme la circulation atmosphérique. (fr)
  • In matematica un sistema non lineare (talvolta nonlineare) è un sistema di equazioni in cui almeno una di esse è non lineare, cioè non esprimibile come combinazione lineare delle incognite presenti e di una costante. Ad esempio potrebbe contenere equazioni algebriche con almeno un termine di grado diverso da uno, o più in generale dei termini non polinomiali. In pratica, ogni sistema di equazioni che non sia lineare è detto non lineare. (it)
  • Niet-lineaire systemen hebben met elkaar gemeenschappelijk dat ze een bepaald kenmerk missen, namelijk lineariteit. Niet-lineaire systemen hebben dus een niet-rechte karakteristiek, bijvoorbeeld: * kromme karakteristiek * verzadiging * hysterese * dode zone Een apart geval is het verschijnsel looptijd, waarbij er een vaste hoeveelheid tijd verstrijkt tussen oorzaak en gevolg. Niet-lineariteiten worden doorgaans veroorzaakt door heel alledaagse verschijnselen zoals wrijving (dode zone) en speling (hysterese). In feite zijn alle fysische systemen in allerlei opzichten niet-lineair: een cilinder waar je water in laat lopen raakt uiteindelijk vol (verzadiging), een gewone emmer is daarnaast altijd iets taps en vertoont dus een kromme karakteristiek enzovoorts. Sommige soorten niet-lineariteiten (met name de kromme karakteristiek en verzadiging) kunnen binnen een beperkt gebied wel worden opgevat als lineair: de wiskundige benadering met een rechte lijn rond een gekozen werkpunt heet lineariseren. Wiskundig komt dit erop neer dat van de functie die het gedrag beschrijft, een reeksontwikkeling wordt gemaakt. Bij voldoend kleine signalen kunnen de hogere-ordetermen worden verwaarloosd, zodat een lineair verband overblijft. (nl)
  • Um sistema dinâmico não-linear é um sistema não pré-determinista, em que as implicações dos seus integrantes individualmente são aleatórias e não previsíveis. Estes sistemas evoluem no domínio do tempo com um comportamento desequilibrado e aperiódico, onde o seu estado futuro é extremamente dependente de seu estado atual, e pode ser mudado radicalmente a partir de pequenas mudanças no presente. (pt)
  • Нелинейная динамика — междисциплинарная наука, в которой изучаются свойства нелинейных динамических систем. Нелинейная динамика использует для описания систем нелинейные модели, обычно описываемые дифференциальными уравнениями и дискретными отображениями. Нелинейная динамика включает в себя теорию устойчивости, теорию динамического хаоса, эргодическую теорию, теорию интегрируемых систем. (ru)
  • Nieliniowość – cecha układu polegająca na tym, że wartość wyjściowa nie jest wprost proporcjonalna do danych wejściowych. W algebrze liniowy operator lub funkcję opisuje się w następujący sposób: * addytywność, * homogeniczność, W przypadku niespełnienia powyższych założeń mamy do czynienia z nieliniowością. W przyrodzie większość oddziaływań opisuje się właśnie funkcjami nieliniowymi. Modelowanie rzeczywistości polega jednak na wykorzystaniu jak najprostszych narzędzi matematycznych i często zdarza się opisywać zjawiska nieliniowe funkcjami liniowymi, jak na przykład prawo Hooke'a, gdzie pewien obszar dla stosunkowo małych naprężeń zachowuje się prawie liniowo. (pl)
  • 非線性是指兩個變數間的關係,是不成簡單比例(即線性)關係的。 所谓线性,从数学上来讲,是指方程的解满足线性叠加原理。即方程任意两个解的线性叠加仍然是方程的一个解。线性意味着系统的简单性,但自然现象就其本质来说,都是复杂的,非线性的。所幸的是,自然界中的许多现象都可以在一定程度上近似为线性。传统的物理学和自然科学就是为各种现象建立线性模型,并取得了巨大的成功。但随着人类对自然界中各种复杂现象的深入研究,越来越多的非线性现象开始进入人类的视野。 (zh)
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  • Cet article décrit la non-linéarité en mathématiques, pour les autres sens, voir Non-linéarité (homonymie). La non-linéarité est la particularité, en mathématiques, de systèmes dont le comportement n'est pas linéaire, c'est-à-dire soit ne satisfaisant pas le principe de superposition, soit dont la sortie n'est pas proportionnelle à l'entrée. Les problèmes non linéaires intéressent les mathématiciens et les physiciens car la plupart des systèmes physiques sont non linéaires. Certains systèmes non linéaires sont également chaotiques, comme la circulation atmosphérique. (fr)
  • In matematica un sistema non lineare (talvolta nonlineare) è un sistema di equazioni in cui almeno una di esse è non lineare, cioè non esprimibile come combinazione lineare delle incognite presenti e di una costante. Ad esempio potrebbe contenere equazioni algebriche con almeno un termine di grado diverso da uno, o più in generale dei termini non polinomiali. In pratica, ogni sistema di equazioni che non sia lineare è detto non lineare. (it)
  • Um sistema dinâmico não-linear é um sistema não pré-determinista, em que as implicações dos seus integrantes individualmente são aleatórias e não previsíveis. Estes sistemas evoluem no domínio do tempo com um comportamento desequilibrado e aperiódico, onde o seu estado futuro é extremamente dependente de seu estado atual, e pode ser mudado radicalmente a partir de pequenas mudanças no presente. (pt)
  • Нелинейная динамика — междисциплинарная наука, в которой изучаются свойства нелинейных динамических систем. Нелинейная динамика использует для описания систем нелинейные модели, обычно описываемые дифференциальными уравнениями и дискретными отображениями. Нелинейная динамика включает в себя теорию устойчивости, теорию динамического хаоса, эргодическую теорию, теорию интегрируемых систем. (ru)
  • 非線性是指兩個變數間的關係,是不成簡單比例(即線性)關係的。 所谓线性,从数学上来讲,是指方程的解满足线性叠加原理。即方程任意两个解的线性叠加仍然是方程的一个解。线性意味着系统的简单性,但自然现象就其本质来说,都是复杂的,非线性的。所幸的是,自然界中的许多现象都可以在一定程度上近似为线性。传统的物理学和自然科学就是为各种现象建立线性模型,并取得了巨大的成功。但随着人类对自然界中各种复杂现象的深入研究,越来越多的非线性现象开始进入人类的视野。 (zh)
  • In physical sciences, a nonlinear system is a system in which the output is not directly proportional to the input. Nonlinear problems are of interest to engineers, physicists and mathematicians and many other scientists because most systems are inherently nonlinear in nature. Nonlinear systems may appear chaotic, unpredictable or counterintuitive, contrasting with the much simpler linear systems. Some authors use the term nonlinear science for the study of nonlinear systems. This is disputed by others: (en)
  • في مجال الرياضيات، يعد مصطلح النظام اللاخطي مصطلحًا لا يستوفي شروط مبدأ التراكب، أو مصطلحًا يكون ناتجه غير متناسب مباشرة مع مدخلاته، بينما يحقق النظام الخطي تلك الشروط. وبمعنى آخر، فإن النظام اللاخطي هو أية مشكلة يكون فيها المتغير (المتغيرات) المفترض حلها لا يمكن كتابتها كـتركيبة خطية لمكونات مستقلة. ويعد النظام غير المتجانس، الذي يكون خطيًا بغض النظر عن وجود وظيفة لـ المتغيرات المستقلة، هو نظام لاخطي وفقًا لتعريف دقيق، ولكن هذه الأنظمة تتم دراستها عادةً إلى جانب الأنظمة الخطية؛ وذلك بسبب إمكانية تحويلها إلى أنظمة خطية من متغيرات متعددة. (ar)
  • En matemáticas, los sistemas no lineales representan sistemas cuyo comportamiento no es expresable como la suma de los comportamientos de sus descriptores. Más formalmente, un sistema físico, matemático o de otro tipo es no lineal cuando las ecuaciones de movimiento, evolución o comportamiento que regulan su comportamiento son no lineales. En particular, el comportamiento de sistemas no lineales no está sujeto al principio de superposición, como lo es un sistema lineal. (es)
  • Niet-lineaire systemen hebben met elkaar gemeenschappelijk dat ze een bepaald kenmerk missen, namelijk lineariteit. Niet-lineaire systemen hebben dus een niet-rechte karakteristiek, bijvoorbeeld: * kromme karakteristiek * verzadiging * hysterese * dode zone Een apart geval is het verschijnsel looptijd, waarbij er een vaste hoeveelheid tijd verstrijkt tussen oorzaak en gevolg. (nl)
  • Nieliniowość – cecha układu polegająca na tym, że wartość wyjściowa nie jest wprost proporcjonalna do danych wejściowych. W algebrze liniowy operator lub funkcję opisuje się w następujący sposób: * addytywność, * homogeniczność, (pl)
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  • Nonlinear system (en)
  • نظام لاخطي (ar)
  • No linealidad (es)
  • Non-linéarité (fr)
  • Sistema non lineare (it)
  • Niet-lineair systeem (nl)
  • Nieliniowość (pl)
  • Sistema dinâmico não linear (pt)
  • Нелинейная динамика (ru)
  • 非線性 (zh)
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