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系統動力學定義非線性複雜系統（The Nonlinear and complex system）為具有高階次、多迴路和非線性信息反饋結構的系統。 不論在自然界還是在社會經濟範疇里，非線性複雜系統比比皆是。
非線性複雜系統中的反饋迴路形成相互聯繫相互制約的結構。就社會一經濟系統而言，反饋迴路描述了關鍵變量決策的槓桿作用點與其周圍其他變量的關係口決策導致行動，行動改變系統周圍的狀態，並產生新的信息—未來新決策的依據。如此循環作用形成反饋迴路。
簡述
非線性複雜系統往往具有一般人所不知的特性，和人們所熟知的，從直觀上可加以剖析的簡單系統特性大相徑庭。也就是說，複雜系統的特性與人們過去在數學與工程方面所了解到的極不相同，在那些領域中所研究的系統多半是簡單系統。複雜的社會系統總是包含許多方面，由於歷史的原因，對這些方面的研究，過去被分割成彼此絕緣的學科。如果人類能夠成功的解決複雜系統的問題，那麼諸學科之間的森嚴壁壘當隨之瓦解。在同一系統中可能同時包含社會、經濟、文化、技術、政治和心理的諸因素的相互作用。
非線性複雜系統的定義
系統動力學定義非線性複雜系統為具有高階次、多迴路和非線性信息反饋結構的系統。 [1] 不論在自然界還是在社會經濟範疇里，非線性複雜系統比比皆是。例如，生物、生態系統，動植物本身及其賴以生存的環境；人體內的各種器官，人腦、人的神經系統、消化系統和血液循環系統都是極其複雜的系統;一切社會經濟系統，是非線性複雜系統，一個企業的管理結構具有非線性複雜系統的全部特性;人口系統、城市與農村系統、能源系統、交通系統、貿易系統、金融系統和政府組織也都是非線性複雜系統。
非線性複雜系統中的反饋迴路形成相互聯繫相互制約的結構。就社會一經濟系統而言，反俄迴路描述了關鍵變量決策的槓桿作用點與其周圍其他變量的關係口決策導致行動，行動改變系統周圍的狀態，並產生新的信息—未來新決策的依據。如此循環作用形成反饋迴路。
非線性複雜系統常表現出各種出乎意料之外不易弄明的特性二由於非線性複雜系統某些特殊性質，往往使企圖改善系統行為的努力遇到失敗與挫折。
非線性複雜系統的主要特點
高階數 眾所周知，系統的階數由系統內的狀態變量的數目決定的。非線性複雜系統的階數一般在四階或五階以上。典型的社會一經濟系統的系統動力學模型階數約在十至數百之間。苦如說，一個簡化的典型西方國家城市的系統動力學模型階數為20。美國麻省理工學院系統動力學中心所建的美國全國模型，其階數在二百以上。真實系統的階數往往很高，然而可根據不同的建模目的和要求，確定模型的階數。一個企業的模型，大體應包括雇員、庫存、資產、設備、市場與產品信譽水平等主要狀態變量。根據需要還可分別把雇員分成熟練與非熟練;庫存分成成品與半成品庫存兩個狀態變量，階數就增加了，一個國家的人口模型;單就人口狀態而言，根據建模的要求可以或是一個人口狀態或是4個人口狀態，或是15個、66個甚至逐齡分解至80或100個人口狀態變量.依次類推，建築物、機器與設備亦可以按齡群劃分狀態變量。此外，應該注意的是，確定一個系統動力學模型的階數雖然以標以「L」的方程數為主要根據，但是若要準確地估計模型的階數和全面地分析系統的行為，還要考慮系統中是否有延遲和平滑等環節。對此就不再贅述了。
多迴路
複雜系統內部相互作用的迴路數且一般在10以上，主要迴路在3個或4個以上。諸迴路中通常存在一個或一個以上起主導作用的迴路，稱為主迴路。主迴路的性質主要地決定了系統內部反饋結構的性質及系統的行為。複雜系統一般包含正反談與負反饋迴路。負反饋迴路在理論文獻中已討論甚多，在工程中一般只討論負反饋迴路問題，在社會經濟和生物系統中的增長過程與現象卻毫無例外地與正反饋迴路有關;系統動力學對這兩種不同反懊迴路的性質以及兩者之間的轉換關係都給予充分的研究。
負反饋迴路具有尋的特性，它們力圖調節系統使之趨於一定目標。正反饋迴路的作用恰與此相反，它傾向於使系統指數式地離開某些非穩定平衡點。正反饋迴路的性質決定系統的增長行為，而正反饋迴路的性質取決於迴路結構及迴路所包含的諸變量因素。正反饋迴路中這些變量因素又往往受系統中其他迴路的影響與控制。下面以一階系統的S形增長結構為例略述正負反饋性質的相互轉化問題。一開始正反饋迴路起主導作用:由於迴路中某些變里因素受其他迴路的影響而改變，從而促使迴路的增長能力逐漸減弱並進人一種特殊的運行狀態，所謂拐點或中和點，這時系統行為既不呈正反饋特性亦不呈負反饋特性，系統恰好運行於兩類反饋的「交界」點，如果上述過程繼續下去，該迴路將進人負反饋運行區域，產生漸近式增長並趨於新的參考運行點。與上述發展過程相反，另外一種情況是迴路初呈負反饋特性，後來逐漸轉化為呈正反饋特性。此外，主迴路並非固定不變，它們)往往在諸迴路之間隨時間而轉移，結果導致變化多端的系統行為。
非線性
實際生活中的過程與真實系統，幾乎都帶有非線性的特徵，正是非線性的禍合關係導致前述的「主迴路轉移」，它可以使系統中某一反恢迴路在一段時期內對系統的機制起主導作用，產生相應的系統行為;然後又促使此主導作用向系統內的其他迴路轉移，並產生另一模式的系統行為。從系統外部觀察，同一系統先後表現的行為模式可能迥然不同，似乎前後毫無聯繫判若二物。由於非線性的作用還可能使系統發生質變與新舊結構的更迭。
由於各種非線性函數的作用引起多童迴路結構的重新組合，使複雜系統對於大多數系統參數的變化很不敏感。非線性還使得系統力圖抵制人們為改變系統行為模式所作的努力。如大家所知，系統內單元之間的關係大多是非線性的。所以非線性特性是描述複雜系統行為所必不可少的。只有直接地處理系統的非線性問題，才能了解社會系統行為的性質和構造出反映客觀系統真實的動態性質的模型。一旦樹立關於複雜系統非線性的概念，人們就會放棄一味追求系統方程的解析解的念頭，並接受較具經驗色彩而形式上不太雅致的系統模擬方法。同時可使建模者把注意力從過分追求所有社會系統參數的準確度轉移到更為重要的系統結構方面。
複雜的社會系統具有向低效益發展的傾向。複雜系統的這一特點是前述的反直觀與長短期效果相反等特性的綜合結果。由於系統的反直觀特性常常使特性設計者作出失誤的沒計:採取某種使系統獲得近期益處的措施，卻事實上同時為系統的未來長期發展設置了錯誤的安排。但憑直觀人們卻較易看到近期的效果。待有害的後果逐漸被人們覺察時，往日的錯誤努力早已作出，惡果亦已鑄成。也就是說，某一強化的行動，一方面使系統獲得暫時的改善，卻同時更加劇了長期的困難。由此形成複雜系統的另一派生的特性，即向低效益發展的傾向。這一特性為複雜系統又增添了一層難以捉摸的色彩。
視頻
非線性系統實現全局穩定,反饋線性化