自然语言的使用需要说出或写下符号才算完成。人类婴幼儿对母语的学习，是从父母、周围其他人的讲话，不断接收实际例子，以熟悉不同场景下字、词、复合词、词组等素材的使用，以及各种组合方式的使用；然后自己不断实践、反馈与校正，在这过程中有意识无意识地会对言语的使用进行分析与总结，形成相应的语感与直觉。传统上，语言学家的研究主要是从言语，即人们说出的话，或写下的文本来进行观察与总结。这种总结得到的主要是语法，也涉及语义、语用，以及更多的主题。今天，所有这些方向的研究综合起来，也不能给出对自然语言令人满意的解释。用于指导实践时，效果也差强人意。在对第二语言的学习中，以中国人学习英语为例，教学上很强调对语法的掌握，认为这是正确使用的基础。大量的时间与精力会用于对语法规则的记忆与练习，整个学习过程经年累月，最后的效果是多数人都不能应付日常的会话。

怎么说，怎么写，这些思考发生在人脑中，目前这是不能观察的。从外部对言语行为进行的观察总结，是否刻画了人脑中语言使用的真实机制与过程？这个问题的答案更多是倾向于否定。接近于对大脑中语言使用机制的描述，我们可以找到索绪尔“联想关系”与“句段关系”的说法。“联想关系”主要意思是：语言的任何素材会按任意一种意义上的相似形成记忆里的聚类；可以是语义上的相关，也可以是形式上的部分相似，或者在各类组合里占据相同的位置……“句段关系”就是指语言里的符号单位的组合性，这里强调是对组合应用的场景、使用目的、上下文、配列的单位、可替换性等的潜意识分析与整理。索绪尔的这些观点不全是观察可见的事实，还包括了通过内省才能得到的认识。这些观点也只是说明性的，并没有形成一种详尽的描写。

目前，语言学家对自然语言形成的认知，主要是通过自然语言的符号方式来进行描述与说明的，这种表达方式是否有效也是一个问题。使用现代计算机，应用统计方法，对大量语料进行计算，在此基础上形成对部分人类言语行为的模拟，这是当前在做的自然语言处理的研究。由此方法建立的系统，可能更接近于大脑里的真实机制。这目前更多是一项技术，并没有输出系统的观点，指导人们理解自然语言。

如何认识语言？怎样对语言有效地描写？这仍是一个基本问题。美国语言学家诺姆·乔姆斯基（Avram Noam Chomsky，1928-至今）于1957年出版了《句法结构》一书，开创了转换-生成语法理论，对这一问题给出了不一样的回答。乔姆斯基把语言分为语言能力与语言行为二方面，相当于索绪尔的语言与言语。语言能力追溯到人类智力上天赋的“普遍语法”，普遍语法加上不同的参数形成各种具体的自然语言，这些参数是由历史选择与积累，并体现为社会拥有的母语的特征、使用规则、甚至直觉。语言行为是语言的具体使用与结果。传统语言学是从语言行为研究语言的，这被乔姆斯基认为是经验主义的做法。乔姆斯基的语言学是以语言能力为研究对象，期望通过对语言能力的研究可以解释人类语言的习得机制。相对于经验主义，乔姆斯基的语言研究具有理性主义色彩，他借鉴逻辑与数学的方式，从假设出发，期望可以构建形式的符号系统，通过符号系统规则的递归应用，可以从基本的词库生成所有人类语言语句，包括已有的语句以及潜在无穷的语句。然后通过对这个符号系统的逐步求精可以认知到人类的语言能力。

乔姆斯基的转换生成理论历经多个阶段，目前仍处于探索与变动之中。本节中我们简单介绍下乔姆斯基理论早期的短语结构语法，以及该学派建立的四种文法。短语结构语法的生成规则可图示如下：

                                               （图3-2:短语结构树）

图中的每一符号表示一个语法类别，最下面的竖线表示每一叶子结点可由对应类别的具体词汇替换。

S   ：表示一个待定句子

NP  ：表示一个名词短语

VP  ：表示一个动词短语

Det ：表示一个定冠词

AP  ：表示一个形容词

N   ：表示一个名词

V   ：表示一个动词

示意来说，一个句子通过下面的程序进行替换改写生成。

第一步：初始S

第二步：S=NP+VP

第三步：S=DET+AP+N+VP（替代NP）

第四步：S=DET+AP+N+V+NP2（替代VP）

第五步：S=DET+AP+N+V+DET+N（替代NP2）

第六步：具体的单词替换上面各位置值，得到具体句子

其中S=NP+VP、NP=DET+AP+N、VP=V+NP、NP=DET+N中右边表达式对左边表达式的替换，以及实际单词对(N、V、AP、DET）的替换就是乔姆斯基理论中的语法规则。

短语结构语法也称为0-型文法，或无约束文法。一门语言里如果构建一个规则集：P，P能够生成所有可被接受语句，或者基于P能判断每一语句是否能被接受，这个P称为一个文法。除0-型文法外，乔姆斯基及其学派的其他人还研究了其他的三种文法，并将这些文法理论形式化。P中每一规则可表示A→B，即出现A时可以用B替代，如果B字符串长度大于A，也称为产生式规则。能够出现于所有A→B规则的A与B位置的字符，其组合的集合称为字母表，字母表中包括了如NP、VP这样的语类的变项，这样字母表的内容组成可分为非终结符号与终结符号，终结符号是不能再分解的符号，比如说基础词汇、标点符号，终结符形成的集合表示为∑。字母表中终结符以外的内容就是非终结符，它们是生成过程中的非叶子结点。非终结符的集合表示为N，N交∑为空集。每一次生成过程，能作为起始的非终结符号称为识别符号，比如语句类型的变项，识别符号形成的集合表示为S，S是N的一个子集。这样一门形式的语言可表示为：

G=（N，∑，P，S）

字母表+P={语言里所有的语句}

四种文法从0-型文法开始，每一文法在前一文法基础上增加对P的约束得到，增加的约束可以是针对产生式P的左边，也可以是右边：

无约束语法：0-型文法

语法形式：A→B

约束：

P中至少有一规则A位置出现非终结符号

在满足约束的条件下，A改写为B

上下文相关文法：1-型文法

语法形式：XAY→XBY

新增约束

|A|<=|B|:绝对值符号表示字符长度

且，B位置不能出现S集中字符

在满足约束的条件下，A改写为B，当A位于左边是X右边是Y的序列中

上下文无关文法：2-型文法

语法形式：A→Z

新增约束：

A位置有且仅有一个非终结字符

在满足约束的条件下，A改写为B

有限状态文法：3-型文法（正则文法）

语法形式：A→Αb/A→Bα/A→a。

新增约束：

出现在B位置上字符最多只能是二字字符，两个字符时必须一个为非终结符，另一个为终结符（小写字母），而当只有一个字符时，必须为终结符。

在满足约束的条件下，A无条件改写为Αb、或Bα、或a。

乔姆斯基的理论体现为形式文法系统，这些形式系统被看作语言的核心部分；且这些形式系统是自足自洽的，并不依赖于意义或者语音，它们只在最后形成表述时产生相互作用。如果乔姆斯基的理论在自然语言领域取得成功，按本书的观点，对自然语言的认知也就外化为了他的形式文法符号系统。然而，乔姆斯基的理论没有真正成为自然语言的模型，问题主要是他对意义的看法，意义不大可能只视为表层作用的因素。言语的表达输出很难说没有意义的驱动，反过来，同一意义则可采用不同形式来表达。相比较，组合性的说法与经验更加符合。乔姆斯基的工作类似于严格限制环境条件下的思想实验，这类实验所得到的结论，总会与真实的状况有差距。另一方面，这种更纯粹、抽象的理论，在不依赖于经验语义的人工语言领域，如计算机程序设计语言领域，成为了一种真实的理论基础。后来的研究揭示，乔姆斯基理论所述的语言机制可与自动机器关联起来。四种文法正好对应了四种自动机：无约束文法对应图灵机；上下文相关文法对应线性有限自动机；上下文无关文法对应下推自动机；正则文法对应有限状态自动机。正是乔姆斯基理论能够延伸与交叉出的内容，显示出其特别的意义。