像字串机这样的“人工组合系统”与人类大脑这样的“自然组合系统”之间有着明显的区别，这种区别可以用乔伊斯·基尔默（Joyce Kilmer）的一句诗来概括：“只有上帝才能造出一棵树。”一个句子并不是一串字，而是一棵树。在人类的语法中，不同的单词被组合成一个个短语，就像树枝会合成树杈。这些短语都被赋予了名称，成为一个心理符号，而小的短语也可以组合成大的短语。
以“The happy boy eats ice cream”（这个快乐的男孩吃着冰激凌）为例：句首的三个单词“the happy boy”组成了一个名词短语。在英语中，名词短语（NP）是由一个名词（N）、一个前置冠词或限定词（det）以及若干个形容词（A）构成的，其中的限定词并非必要选项。这一描述可以用英语名词短语的定义规则来表示。根据语言学的标准记录法，箭头的符号表示“由……构成”，双括号表示“可有可无”，星号表示“数目不限”。不过，我之所以搬出这些规则，是为了说明所有语法信息都能用简单的符号来概括，你完全可以忽略这些记录法，只要看它下面的翻译文字就行：
NP →（det）A* N
一个名词短语是由一个可有可无的限定词、数目不限的形容词以及一个名词构成的。
这一规则可以用一个倒置的树来表示：
此外还有两个规则：一个用来定义英文句子（S），另一个用来定义谓语或动词短语（VP），它们都以名词短语为主要成分：
S → NP VP
一个句子是由一个名词短语加上一个动词短语构成的。
VP → V NP
一个动词短语是由一个动词加上一个名词短语构成的。
现在，我们需要的是一部心理词典，以确定每个词的词性归属（名词、动词、形容词、介词或限定词）：
N → boy，girl，dog，cat，ice cream，candy，hot dogs
名词列表包含以下单词：boy（男孩）、girl（女孩）……
V → eats，likes，bites
动词列表包含以下单词：eats（吃）、likes（喜欢）、bites（咬）……
A → happy，lucky，tall
形容词列表包含以下单词：happy（快乐的）、lucky（幸运的）、tall（高）……
det →a，the，one
限定词列表包含以下单词：a（某个）、the（这个）、one（一个）……
以上我所列出的这套语法规则被称为“短语结构语法”（phrase structure grammar），它通过将单词组合为短语来构成句子的各个分支，其形状就像一棵倒置的树：
这一看不见的超级结构其实是一个功能强大的设计，它负责将各个单词安放到适当的位置，且能够避免字串机带来的问题。该设计的核心要义是：这棵“树”是模块化的，就像电话插孔或者水管接头，诸如NP之类的符号就像一个个连接插头或者某种形状的配件。根据这套设计，一个组件（短语）能够轻松地插入另一个组件（更大的短语）的任意部位。一旦某类短语被语法规则所定义，并由此获得了一个类似插头功能的符号，它就无须再被定义。这类短语可以插入任何一个与其匹配的插座。例如，在上文列举的简单语法规则中，符号“NP”既可以充当句子的主语（S → NP VP），也可以充当动词短语的宾语（VP→ V NP），而在更具现实性的语法规则中，它也可以充当介词的宾语（near the boy），或者出现在领有短语之中（the boy’s hat）。此外，它还可以充当间接宾语（give the boy a cookie），或者用于句子的其他部分。这种“即插即用”的设计安排解释了人们为什么能够在句子的多个不同部位使用相同的短语。例如：
[The happy happy boy] eats ice cream.
这个快快乐乐的男孩吃着冰激凌。
I like [the happy happy boy].
我喜欢这个快快乐乐的男孩。
I gave [the happy happy boy] a cookie.
我给了这个快快乐乐的男孩一块饼干。
[The happy happy boy]’s cat eats ice cream.
这个快快乐乐的男孩的猫吃着冰激凌。
我们完全没有必要在懂得了“名词前面（而非后面）加上形容词可以构成主语”之后，再去学习什么样的名词和形容词可以构成宾语、间接宾语或领有短语。
还须注意的是，这种短语和插槽之间随意耦合的特点使得语法具有了自治性，它并不在乎字句的意义是否符合常理。由此可以解释的是，我们为什么能够写出并欣赏那些虽然合乎语法，但却不知所云的句子。我们的简单语法规则定义了各种诸如“colorless green”（无颜的绿色）之类的句子，例如：“The happy happy candy likes the tall ice cream”（这颗快快乐乐的糖果喜欢这个高大的冰激凌），并可以用来传递一些具有新闻价值的信息，例如“The girl bites the dog”（这个女孩咬了狗）。
最为有趣的是，这种短语结构的树状分支可以为整个句子的记忆和设计提供一个总体架构，这使得我们能够轻松地处理“if …then”“either …or”等嵌套式的长距离依存关系。你所需要的只是一个短语规则，这个规则中包含一个完全相同的短语类型，例如：
S → either S or S
一个句子可以由单词“either”加上一个句子，再加上单词“or”，再加上另一个句子构成。
S → if S then S
一个句子可以由单词“if ”加上一个句子，再加上单词“then”，再加上另一个句子构成。
这些规则是在一个符号中嵌入一个与之相同的符号（此处是在一个句子中嵌入另一个句子）。这种巧妙的方法可以生成无穷无尽的结构，逻辑学家称之为“递归”（recursion）。句中的各个片段井然有序地组合在一起，就像由同一个节点生长出来的不同分支。这个节点将每一组对应的“either”与“or”“if”与“then”连在一起，就像下面的三角形代表了许许多多的下层分支，如果充分展开的话，我们一定会被弄得晕头转向。
还有另一个理由让我们相信，每个句子都由一棵“心理树”（mental tree）组合而成的。到目前为止，我一直都在谈论将单词串连成句子的语法规则，而无视它们的含义。但是，在将单词组成短语的过程中，我们也必须将句子的语法规则与具体含义联系起来，而这则属于心语的内容。我们知道上面这个句子说的是一个女孩（而不是男孩）在吃冰激凌，一个男孩（而不是女孩）在吃热狗。我们还知道，男孩吃什么样的零食取决于女孩所吃的零食，而不是反过来。我们之所以知道这一切，是因为“女孩”和“冰激凌”、“男孩”和“热狗”被分别置于各自的短语中，而句中两个提及“女孩”的分句也被放置于一个短语中。一台字串机只懂得从前到后地逐字拼凑句子，但短语结构语法却使得单词之间的树状关联反映出心语中各个观念之间的相互关系。对人类来说，要将大脑中相互关联的种种想法和盘托出，并将其编码为一串发乎声、表于言的语链，这不能不说是一个工程问题，而短语结构正是这一问题的解决之道。
要弄清这一隐性短语结构如何决定了句子的含义的问题，我们不妨回顾一下第2章的内容。我们在第2章中谈到了“语言”有别于“思想”的一个具体原因：一个特定的语句可以表达出两种截然不同的意思。比如在“Child’s Stool Is Great for Use in Garden”这个例句中， “stool”一词就有两个含义，并因此与心理词典中的两个条目形成对应关系。但有时，即便句子中的每个单词都只有一个含义，整个句子也可能表达出两种不同的意思，例如格劳乔·马克斯（Groucho Marx）在电影《疯狂的动物》（Animal Crackers）中的一句台词：“I once shot an elephant in my pajamas. How he got into my pajamas I’ll never know.”（我曾在睡衣里射杀了一头大象，至于它是怎么跑到我睡衣里来的，我就不知道了。——此句也可以理解为：我曾射杀了一头穿着我睡衣的大象，至于他是怎么跑到我睡衣里来的，我就不知道了。）以下是从报纸上摘录的一些类似的歧义句：
Yoko Ono will talk about her husband John Lennon who was killed in an interview with Barbara Walters.
小野洋子将在接受芭芭拉·沃尔特斯的采访时谈及遇刺身亡的丈夫约翰·列侬。——也可以理解为：小野洋子将谈及在接受芭芭拉·沃尔特斯的采访时遇刺身亡的丈夫约翰·列侬。
Two cars were reported stolen by the Groveton police yesterday.
据格罗夫顿警方报告，昨天有两辆汽车被盗。——也可理解为：据报道，昨天有两辆汽车被格罗夫顿警方偷走。
The license fee for altered dogs with a certificate will be $3 and for pets owned by senior citizens who have not been altered the fee will be $1.50.
老年人为已经去势的犬类办理许可证的费用为3美元，为尚未去势的宠物办理许可证的费用为1.5美元。——也可理解为：尚未去势的老年人为已经去势的犬类办理许可证的费用为3美元，为其他宠物办理许可证的费用为1.5美元。
Tonight’s program discusses stress, exercise, nutrition, and sex with Celtic forward Scott Wedman, Dr. Ruth Westheimer, and Dick Cavett.
今晚的节目是与凯尔特人队前锋斯科特·威德曼、露丝·魏斯太摩博士和狄克·卡维特探讨压力、锻炼、营养以及性方面的问题。——也可以理解为：今晚的节目是探讨压力、锻炼、营养以及与凯尔特人队前锋斯科特·威德曼、露丝·魏斯太摩博士和狄克·卡维特做爱等问题。
We will sell gasoline to anyone in a glass container.
我们将用玻璃容器销售汽油。——也可以理解为：我们将把汽油卖给玻璃容器里的人。
For sale: Mixing bowl set designed to please a cook with round bottom for efficient beating.
出售搅拌碗，它拥有适合高速搅拌的圆形底部，这一设计令厨师爱不释手。——也可理解为：出售搅拌碗，它的设计令屁股浑圆、适合高速摆动的厨师爱不释手。
以上每个句子都有两种解释，它们分别源于句中单词所构成的不同树形图。以“discuss sex with Dick Cavett”（与迪克·卡维特谈性）为例，作者在写下这一短语时，是按照左边的树形来组装文字的（PP表示介词短语），性是讨论的对象，而且是与迪克·卡维特一起谈论的对象。
而另一种意思则源于右边的树形结构“sex with Dick Cavett”被视为一个单独的分支，因此，“与迪克·卡维特做爱”成了讨论对象。