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学生时代,你是否曾将考试成绩差归咎为记忆力不好?是否希望拥有过目不忘的本领?那么,你有没有认真思考过:记忆是什么?记忆是怎么来的?如何改善记忆?
 
作者丨钟慰
 
记忆,你身边最熟悉的陌生人。
 
小时候,我常羡慕那些记忆超群的人,过目不忘该有多好,我觉得记忆是件礼物;大了些,我体验到不刻意死记硬背,融入生活记下的更多,我感慨记忆即是岁月。小到生活起居,大到自我实现,记忆渗透在生活的每个角落。
 
有些记忆挥之不去,有些记忆若即若离,总有错误的记忆制造麻烦,也总有意外的记忆给你惊喜。随着时间的推移,你拥有的记忆越来越多,随着科学的发展,我们离记忆的奥秘也越来越近。
 
记忆是什么? 记忆是怎么来的? 如何改善记忆?
 
这些问题如此重要,也如此扑朔迷离,百年来,一代代科学接力前进,记忆的迷雾也一点点拨开。
 
打开记忆的魔盒,你会看到什么?
 
记忆有什么规律?
 
即使大家没有学过心理学,也会感觉到记忆有长有短:记东西时,有的只能短时间记住,而有的却能长时间保持。
 
1885 年,一位德国哲学家站在巴黎一隅,一边俯瞰这座美丽城市,一边做着一项从未有的实验。
 
实验的对象是他自己,他编制了两千个无意义的单词(如 RAX、PAF、WUX 等),将每个词写在一张单独的纸片上,打乱这些纸片,再随机抽取一些构成单词列表。他以每分钟 50 个单词的速度依次大声朗读,以此帮助自己记住它们。
 
这个记忆任务是如此艰巨,为了完成任务,他专门在巴黎租了一间顶楼的房子,「也只有巴黎才能让人忍受地了这么无聊的实验」。
 
这位哲学家名叫赫尔曼·艾宾浩斯,这次实验则标志着记忆实验科学诞生。
 
艾宾浩斯在实验中总结出两条原理:第一,记忆是循序渐进的,第一天重复训练的次数越多,第二天还记得的信息越多,也就是说熟能生巧;第二,记忆有瓶颈限制,一张有 6 到 7 个条目的列表看一次就能够习得,但更长的列表则需要重复呈现。
 
广为人知的是,他绘制出了一条记忆的遗忘曲线,用数据揭示记忆的规律。随时间推移,记忆会自然遗失,而定时去重述,将延缓遗失的速度。
为了解释这个规律,1890 年,美国心理学之父威廉·詹姆士提出一个假设:记忆必然包含两个不同的过程,一个是称为「初级记忆」的短时过程和一个称为「次级过程」的长时过程,取名「初级」和「次级」表示长时记忆发生在初次学习之后的一段时间。
 
这个过程又是如何发生的?记忆的奥秘令科学家着迷,但当时主流的行为主义心理学对此几乎束手无策,随着 1948 年香农提出信息论,越来越多的科学家将信息论引入心理研究,认知心理学走上舞台。
 
1956 年,哈佛大学心理系主任 乔治·米勒 用信息处理来类比学习和记忆,并着手用信息模型来量化记忆过程,他在标志性论文《神奇数字7的奥秘》中提出:数字 7 具有不可思议的出现频率并且能够激发想象力,世界七大奇迹、七大洋、七宗罪、北斗七星、人生的七个阶段、七重地狱、七种主色调、七声音阶以及七天为一星期。我们的记忆受制于这个神奇数字,但为什么这样?
 
1968 年,心理学家查理德·阿特金森和查理德·谢夫林在《人类记忆:拟想的系统及其控制过程》中,为人类记忆描述了一个详细的模型。
 
他们将记忆分成三个阶段:感觉记忆、短时记忆和长时记忆。感觉记忆是信息的首个入口点,信息从感官而来,在这儿的持续时间只有不到一秒,然后就会消退。接着沿着一条路径连续传递,从感觉记忆传递到短时记忆,再到长时记忆,长时记忆是一个相对永久的仓库。
比如,常见的短信验证,你会发现验证码一般为 4-6 位数字(受限于记忆广度,超过7位的话你很难一次记住)。收到验证码后,信息会进入了一个临时中介(短时记忆),你打开 App,从中介读取信息并输入。由于不需要长时间保存,其他信息的不断涌入挤掉了短时记忆中的内容,几分钟后,你忘记了刚刚的验证码。
 
从艾宾浩斯曲线到短时记忆模型,规律越来越清晰,探索也越来越深入。但记忆真的这么单纯,只是储存容器吗?
 
记忆如何工作?
 
阿特金森和谢夫林的短时记忆模型认为,记忆是被动的容器,但忽略了主动的思考。
 
生活中,你很少纯粹地记东西,往往是一边记,一边想。你不仅是记住了,还可以做运算。为此,科学家提出了工作记忆的概念。
 
工作记忆的概念来自数学家诺伯特·维纳。1948 年,他在《计划与行为的结构》中写到:「我们在谈论到用于执行‘计划’的记忆时,应该将其视作是一种快速存取的‘工作记忆’。」工作记忆这个概念很快就成为了认知科学的活跃研究领域。
 
工作记忆与短时、感觉记忆有何不同?可以将短时记忆视为简单的过程,而将工作记忆视为复杂的过程。
 
工作记忆和短时记忆都是暂时的,但短时、感觉记忆是指短时间后再现少量信息的能力(如复述 3、6、9),而工作记忆则需要存储少量信息,并同时运用这些信息来进行复杂的计算(如心算 3×6×9)。当我们进行短时记忆时,只简单地复述信息;但当我们访问工作记忆时,要不断监测并加工信息。
 
除了背诵课本,无论是解决问题、与人谈话、推理情节等,工作记忆都会形成,就像是一块可擦写的心理黑板。
 
工作记忆又是如何工作的?
 
1971 年,艾伦·帕维奥在发表的经典著作《图示加工与言语加工》中,解释了就言语和图示来说,人类具有两个单独的加工通道,当人们接收到一个具体的单词(例如树木)信息时,可以通过言语和图示对其进行编码,运用两种编码比只用一种编码的效果要好。
 
这种一心二用的能力,是不是和记忆有关?
 
1974 年,剑桥大学的艾伦·巴德利和他的同事希契提出,工作记忆并不是一个单一系统,它有三个子系统:中央执行系统(类似于控制台)和两个为其辛苦服务的从属系统。
巴德利早年不是研究人员,他的工作是优化邮政编码的设计。关于邮编编号,我们国家是纯数字串组成,英国则是「英文+数字」的形式,比如「PO13AX」。巴德利发现「英文+数字」的结构要比纯数字更好记,因为它是有意义的字符串。
 
巴德利的工作带来了邮局工作效率的大幅度提高。但他更关心的是背后的原理,除了记忆次数,还有其他方法可以改变记忆强度,开始了研究之路。
 
巴德利的研究切入是语音,语音信息是最常记忆的,也是最好研究的。听人讲话,心中会产生回响,阅读时,内心也会发出声音,记忆的实质会不会是语音?
 
通过分析语音的工作原理,巴德利提出了工作记忆的第一个从属系统:语音环。要保持一段语音,有一种做法是不断重复的朗读,大脑的工作原理也类似,采用默读来保持。语音环就像一台不停工作的复读机。
 
这可以解释很多现象:
 
1、 看完一段书,然后放空自己,会不断的冒出念头,这是默读在自动工作。
 
2、 突然被打断,会丢失刚才记忆的内容,因为默读是不能中断的。
 
3、 有的文字很难记,有的文字很好记,会发现难记的文字也难读,因为默读困难。
 
巴德利还在测试时引入一些干扰作业,比如在进行图片任务时,去模拟语音处理有困难的人,叫他一直念一个字(如 1、2、3、4)不断重复,然后去干扰他的发音,去看看最后受试者语音和图片记忆保存的结果如何。根据原有的记忆理论,这不是同一件事情,受制于记忆广度的瓶颈限制,应该会彼此影响。
 
最终实验结果表明,语音任务和同时进行图片任务没有互相影响,并且当语音任务被阻断干扰时,有关视觉短期记忆并没有受到影响,依然能正常进行保存。反过来也一样。
 
这就用实验有力证明了人脑的短期记忆中,语音信息处理是一个独立的系统,视觉也是类似一个平行的系统,它们互不干扰。这就是被现在心理学被称为的「记忆双分离」机制。
 
这也可以解释很多现象:
 
1、 除了词音、词义,额外增加视觉信息,比如结构、颜色。花花绿绿的脑图会比纯文字好记。
 
2、 利用触觉,这也是纸质书阅读很难被电子书取代的原因,好的纸书会带来独特的触觉体验,能帮助记忆。
 
模型不仅可以解释现象,还要能指导实践。了解了记忆如何工作,改善记忆也就有了可能,目前比较常用的方法叫「n-back作业」。
 
1、一串数字,353511,如果做 1-back,就要到第二个数字5开始时,判断和前面数字一样不一样。可以看到 3、5、3、5、1前五位都不一样,但到最后一个1的时候,因为前面也有一个1,所以要做一个一样的判断;
 
2、2-back 的话,就要去想,他和两个之前是不是一样。比如到第二个三和第二个五的时候,都会判断和两个之前是一样的,这个作业比较难了,因为要不断更新和做判断。极少数人能做到上限大概是 7-back 左右。
 
此外,也有用改进的方式,包括文字和空间位置两部分,现在实验已经证明。「n-back作业」可以有效提升智力。
 
从短时记忆到工作记忆,模型立体了起来,内涵拓宽了很多。记忆不仅是信息的容器,记忆与思维密不可分。
 
记忆有什么可能?
 
记忆与我们是如此紧密相连,但当局者,容易迷。
 
深入的研究要打破常规,惊人的发现,背后需要惊人的证据。
 
失忆症是严重的疾病,也是探寻记忆奥秘的钥匙。
 
1985 年,一位名叫克里夫·威尔林的音乐家,由于孢疹病毒感染了他的大脑,当从高烧和昏迷中醒来后,他只剩下 7 秒钟的记忆。
 
他的失忆症已经严重到根本记不起来几分钟前发生的任何事情,他总是处于刚刚恢复意识的状态。对此他自有诀窍,人们总是发现他在记录时间。
 
例如,他记录下 3:10 这个时间后写下了附带的说明:「我刚恢复意识」,然后他划掉 3:10 换成 3:15,接着是 3:20,等等。他的妻子离开房间才几分钟,再回来时他又会十分高兴地上前迎接她,就像有好几个月没见到她一样。
 
有意思的是,威尔林的一些记忆能力似乎有备份。他还是可以轻松地指挥一个唱诗班完成一段复杂音乐的演唱,并且仍能弹奏古钢琴和钢琴。但这些记忆只是一小部分而非常态。威尔林不能独自一人出门,因为他很快便会迷失方向,找不到回家的路。他也不太认得出以前他所熟悉地方的照片,关于自己生活的记忆则十分粗略。
 
克里斯托弗·诺兰在电影《记忆碎片》中刻画了类似的遭遇。
 
亨利·莫里森(医学界以 H.M.代称)是一个传奇病例,1953 年,他因为一场有风险的外科手术而失去了长时记忆能力,一直到 2008 年去世,五十五年间,他一直与记忆研究紧密相关,他的故事写入了几乎每一本认知心理学教材。
 
研究者布伦达·米尔纳发现,作为遗忘症患者,亨利仍可进行某些学习。
 
她给亨利安排了镜描任务。在该任务中,他需要描画一颗五角星。该任务极具挑战,因为他只可看见镜子里的五角星、其右手和铅笔。即使如此,他的表现在 3 天的练习里有了明显的提高。但与此同时,他并未有该经历这一成就的有意识记忆,而这表明,大脑拥有两种不同的长时记忆,其中,一种是他可保留的记忆,而另一种则是他无法保留的记忆。
 
数十年后,实验室重复了该项实验,且在距离首次测试期近一年后,再次对进行该实验,结果显示,他仍保留了这一技能。
 
在病魔的阻挠下,记忆依然在产生,我们可能低估了记忆的潜力,大脑有惊人的可塑性。
 
2001 年,巴德利教授更新了工作记忆模型,增加了第四个模块:情景缓冲器(Episodic buffer),2012 年,又一次调整模型,进一步突出其重要性。
情景(Episodic)是一个戏剧术语,指的是舞台上一幕幕的表演。这里使用了一个舞台的隐喻,在舞台上,画面、声音等等其他会互相混合,产生超越这些元素本身的意义。
 
教授讲了一个故事来形容他的研究:他说直到现在,还能记起妈妈香水的味道。但很神奇的是,童年时候记起妈妈的香水是一种难受的感觉,现在感受到的是舒适。气味存在长时记忆中不会改变,在什么地方改变的,他称为情景缓冲器。
 
他在论文中提到,虽然大脑可以保留记忆信息,但这些资讯必须以某种方式被展现激活,这种展现的方式就是在「情景缓冲器」中,甚至可以说,「情景缓冲器」就是人类意识所在。
 
哪怕物理的伤害,你仍然可以获得新的记忆,哪怕是尘封的回忆,你依然可以赋予新的意义。
 
记忆不仅是现实的残影,也经历了内心的渲染,你塑造着记忆,记忆也塑造着你。
 
见识记忆的奥秘
 
统计学家乔治·伯克斯说:所有模型都是错的,但有些是有用的。
 
记忆模型并不是终点,而是一条条探寻记忆奥秘的道路。经历了百年的长跑,科学家似乎回到了起点:记忆不是冰冷的机器,而是鲜活的生命体。从艾宾浩斯曲线,到神奇数字 7,到工作记忆模型,一项项实验,一个个理论,隐隐走向了人类的意识深处。
 
这是认知科学最热门的领域,诞生了 17 万篇论文和三位诺奖,认知科学皇冠的称号当之无愧。见识记忆奥秘,这是你的智慧底座,也决定了你究竟是谁。善待你的记忆,记忆有进入的限制,驰骋你的记忆,记忆有广阔的纵深。
 
如瑞典科学家克林贝里所说:假如向神灯许愿改善人类的能力,那么唯一值得改善的是工作记忆。
 
参考资料:
 
1、约翰·R·安德森. (2012). 认知心理学及其启示 (秦裕林, 程瑶, & 周海燕, 译). 人民邮电出版社.
 
2、埃里克·坎德尔. (2019). 追寻记忆的痕迹 (喻柏雅, 译). 后浪丨中国友谊出版公司.
 
3、凯瑟琳·加洛蒂. (2016). 认知心理学:认知科学与你的生活(原书第5版) (吴国宏 & 等, 译). 机械工业出版社.
 
4、苏珊·科金. (2018). 永远的现在时 (林雨虹, 译). 北京时代华文书局.
 
5、魏坤琳, 陈虎平, & 等. (2019). 认知尺度. 中信出版社.
 
6、Klingberg, T. (2016). 超负荷的大脑 (周建国 & 周东, 译). 上海科技教育出版社.
 
7、Smith, E. E., & Kosslyn, S. M. (2017). 认知心理学:心智与脑 (王乃弋 & 罗跃嘉, 译). 教育科学出版社.
 
本文转载自微信公众号「百万机器猫」,已获原作者授权。
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