記憶的結構

大聲說出1、7、4、2、8這5個數字，然后重復一遍。你可以閉上雙眼再說一遍，你或許還會“聽到”這些數字在腦海中回響。或者請別人隨便讀一句話，然后問你句子中都有些什么詞，你也會毫不費力地立刻回憶起剛剛聽到的信息，因為這些信息還非常清晰完整地儲存在你的記憶里。

三天前的晚餐你吃了些什么？要想回答這個問題，你得花時間好好回憶一下，因為在你的記憶里，這樣的信息比較模糊零散，提取時相當花費腦力。與提取剛剛儲存的信息不同，提取過去的信息需要付出更多的努力，回憶起來的信息也不太清晰。實際上，這里說的“過去”并不一定指很久以前。試試看，你是否還記得剛才所說的5個數字？對某些人而言，現在回憶那5個數字可不是件容易的事。（摘自《學習和記憶》，諾曼著，1982年。）

心理學家把記憶分為兩大類：短時記憶（或工作記憶），和長時記憶（LTM）。這兩類記憶區別相當大，對設計也有不同的影響。

短時記憶或工作記憶

短時記憶或工作記憶^[1]儲存的是當前最新的經驗或思索的內容，是剛剛產生的記憶。信息自動進入短時記憶，人們可以毫不費力地回憶起來，但這種記憶的容量非常有限，一般短時記憶只能儲存5～7個信息項目。如果對記憶內容一再重復，心理學家稱之為“復述”，儲存量可達到10～12個信息項目。

心算一下27乘以293。如果在腦子里用類似于紙和筆來做算術的方法做這道題，短時記憶讓你幾乎無法處理所有的數字和中間的答案。你會失敗。傳統的乘法算式對于用紙和筆演算是有效的。由于數字已經寫在紙上，承擔了短時記憶的功能（外部的知識），不會增加短時記憶的負擔，所以計算對短時記憶的要求（即頭腦中的知識）是十分有限的。有專門做乘法心算的方法，但這些方法與那些使用紙和筆的算法相當不同，需要大量的培訓和實踐。

短時記憶在日常生活中扮演著至關重要的角色，讓我們記住單詞、名字、詞組和日常活動的部分內容。作為一種工作記憶或暫時記憶，短時記憶相當脆弱，如果受到其他活動的干擾，記憶的信息就會立即消失。它可以儲存一個5位數的郵政編碼或一個7位數的電話號碼，如果沒有任何干擾，該記憶內容可以保存到使用之時。9位或10位數的號碼則不容易進入短時記憶，如果是10位以上的號碼，你就得寫下來，或是把長號碼分割成若干個短號碼儲存在短時記憶中。

記憶專家使用特殊的技巧，即所謂的記憶術，通常只在看一眼之后，就能記憶多到驚人的內容。一種方法是將數字轉換成有意義的片段（一個著名的研究表明，讓一個運動員將數字序列想象成奔跑的時間，經過長時間的訓練，他就能一眼記住很長的數字，很不可思議）。有一個傳統的編碼長位數序列的方法，首先將每個數字轉換為輔音，然后將輔音序列變換成一個令人難忘的短語。轉換位數輔音的標準表單已經存在了幾百年，經過巧妙地設計，很容易學習，由于輔音可以來自數字的形狀。因此，“1”被變成“t”（或類似發音的“d”），“2”變成了“n”，“3”變成了“m”，“4”是“r”，“5”變成了“l”（l在羅馬數字中代表50）。很容易找到學習配對的全部表單和記憶法，只要在互聯網上搜索“數字—輔音記憶法”（number-consonant mnemonic）就行。

使用的數字—輔音轉換法，字符串4194780135092770可以轉換成字母rtbrkfstmlspncks，再次轉換就成了，“A hearty breakfast meal has pancakes”（一頓豐盛的有煎餅的早餐）。大多數人不是記憶一長串任意字符的專家，所以盡管研究記憶的奧秘非常有趣，但如果將此假定為用戶的記憶水平，這將是設計系統時的一大差錯。

衡量短時記憶的能力會出乎意料的困難，因為可以保留多少記憶，取決于一個人對材料的熟悉程度。此外，保留記憶的時長似乎是有意義的衡量方式，而不是使用其他一些簡單的測量方法，諸如記憶時用了多少秒，記住了多少種獨特的聲音或多少個字母等。記憶力同時受到時間和內容多少的影響。記憶的數量比時間的影響更重要，每一個新的內容都會降低我們記住所有以前內容的可能性。記憶的能力可以用條目來表示，因為人們能夠記憶大致相同數量的數字和文字，還有幾乎相同數量的三五個字的短語。這怎么可能？我懷疑短時記憶擁有類似于線索的東西，指向在長時記憶中已編碼的條目，這意味著短時記憶能力由它可以存儲的線索的數量來決定。事實表明，材料的長度和復雜性對短時記憶能力的影響很小——有影響的僅僅是簡單的條目數。除非存儲的線索屬于一種聽覺記憶，否則我們不可能出現短時聽覺記憶錯誤，這仍然是科學探索中一個開放的課題。

傳統衡量短時記憶能力的范圍大約為5到7個條目，但從實際的角度出發，最好想象它只有3到5項。那是不是看起來太少？好的，當你遇到一個陌生人，你能夠經常記得他或她的名字嗎？當你撥打電話時，你需要好幾次看著電話號碼撥號嗎？即使是輕微的干擾，也可以消除我們正試圖抓住的短時記憶的線索。

那么短時記憶對設計意味著什么？不要指望短時記憶能保存很多信息。計算機系統通常會增強人們的挫折感，當事情出錯時，以短消息在顯示屏上呈現關鍵信息，然后又突然消失了，而用戶正希望使用此信息來解決問題。人們又如何能夠記住這些關鍵信息呢？所以當有人踢打或者攻擊他們的電腦時，我并不感到驚訝。

我曾經看到護士在她們的手上記下患者的重要醫療信息，因為如果有人問問題，護士一走神兒，這些關鍵信息就可能會消失。當電子病歷系統顯示不在使用狀態時，系統會自動退出。為什么自動退出？為了保護病人的隱私。這樣設計可能出于好的動機，但自動退出措施對護士是個嚴峻的挑戰，在工作中她們不斷地被醫生、同事或病人打斷。當被打擾時，系統就自動退出，她們不得不重新開始。難怪這些護士要寫下一些信息，但這大大否定了電腦在減少手寫錯誤方面的價值。然而她們還能做什么？如何才能留存關鍵信息？她們根本不能記住所有的東西：而這正是她們使用電腦的原因。

對短時記憶系統造成的約束來源于干擾任務，可以通過幾種方法減輕。一是通過使用多種感官。視覺信息不會過于干擾聽覺，行動也不會干涉太多聽覺或視覺。觸覺（觸摸）也是最低限度的干擾。為了最大限度地提高工作記憶的效率，最好用不同的模式呈現不同的信息，像視覺、觸覺（觸摸）、聽覺、空間位置以及手勢等等。汽車應該使用聽覺呈現加速指令，司機的座位側面或方向盤應該提供觸覺振動，用以警告司機不要離開自己的車道，或者有其他車輛行駛在左側或右側，這樣不會影響需要可視化處理的行車信息。開車主要是視覺的活動，所以使用聽覺和觸覺的方式可以最大限度地減少對視覺的干擾。

長時記憶

長時記憶儲存的是過去的信息。一般說來，它的儲存和還原需要花費更多的時間和精力。睡眠在加強對每日經歷的記憶方面扮演著重要的角色。請注意，我們不會以一個精確的記錄回憶自己的經驗；相反，隨著每一次零散的記憶碎片被重建和解釋，我們逐步恢復記憶，這意味著它們常常遭受人類強加于生活的解釋機制所帶來的扭曲和改變。我們能否有效地從長時記憶中提取知識和經驗，在很大程度上取決于當初解釋這些信息的方法。采用某種方式解釋儲存在長時記憶中的信息，在其他解釋方式下就提取不出來。至于說長時記憶的容量有多大，恐怕沒有人真正知道一個精確的數字：也許十億或者萬億比特的條目。我們甚至不知道用什么樣的單位衡量。不管具體數字到底是多少，它太大了，無法施以任何實際的約束。

睡眠對加強長期記憶的作用仍不清楚，但有許多論文研究這個課題。一個可能的機制是復習。眾所周知，對內容的不斷復習，即當它仍然活躍在工作記憶時，在腦子里回顧它，是形成長期記憶印象的一個重要組成部分。“你在睡眠期間回顧的東西將決定以后你會記得哪些內容，或者反過來說你會忘記哪些內容。”西北大學教授肯·帕勒說，他是最近關于此項研究的作者（歐碟特、安東尼、克里利和帕勒，2013）。但盡管在睡眠中回顧可以增強記憶，也可能偽造記憶：“我們大腦中的記憶時常在改變。有時你通過回顧所有的細節來提高記憶，也許以后你會記得更牢。但如果你曾經添枝加葉得太多了，你的記性會更差。”

還記得你是怎么回答第二章的這個問題？

三小時前在你待過的房子，當你走進前門時，門把手在左邊還是右邊？

對大多數人來說，需要付出相當大的努力回答這個問題，首先要回憶是哪個房子，再加上一些在第二章中描述的特殊技巧，把自己帶回到現場，重構回憶。這是一個程序性記憶的例子，記憶我們如何做事情，而不像陳述性記憶是對事實性信息的記憶。在這兩種情況下，可能都需要大量的時間和精力來得到答案。此外，不能夠以直接檢索的方式得到答案，類似于我們閱讀書籍或者搜尋網站尋找答案。答案是知識的重建，所以會受偏見和扭曲的影響。記憶里的知識是有意義的，在檢索時一個人可能會得到一個完全不同意義的解釋而不是完全準確的解釋。

長時記憶的主要困難在于組織管理。當要回憶一個名字或單詞時，怎樣才能找到自己已經記住的東西？大多數人都有“話在口邊”的經歷：一種似乎知道，但就是說不出來的感覺，信息不會自覺地出現。稍后，在從事其他不同的事情時，這個名字可能突然從腦海里蹦出來。人們追溯所需要知識的方法仍然未知，這可能涉及某種形式的模式匹配機制，再加上一個確認的過程，對所要求的知識的一致性進行檢查。這就是為什么當你回想一個名字時，會不斷記起錯誤的名字，而你知道那是錯誤的。由于錯誤的結果妨礙了正確地回憶，你不得不轉而從事一些其他的活動，讓潛意識的記憶回溯過程重新復位。

回溯記憶是一個重建的過程，可能會犯錯。我們可能會以自己喜好的方式重建事件，而不是我們曾經經歷的方式。所以有偏見的人比較容易形成虛假的記憶，對他們來說即使根本沒有發生過的事情，“回憶”也可能非常清晰。這就是目擊者的證詞在法庭上也會有問題的原因：眾所周知，目擊者未必可信。大量的心理學實驗表明，虛假記憶可以被輕而易舉地植入人們的腦海，然后，自我信服的人們會承認那些從未發生過的事件。

頭腦里的知識就是記憶里的知識：內部知識。如果我們研究人們如何運用他們的記憶和如何獲取知識，我們會發現各種類型。現在，對我們來說有兩種記憶類型很重要：

1.隨意的記憶：似乎隨意記憶的項目，沒有意義，與另一個事情或已經知道的事情沒有特別的聯系。

2.有意義的記憶：要記憶的項目與本人或與其他已知事物形成有意義的聯系。

隨意的記憶與有意義的記憶

隨意的知識可分為幾類，一類是簡單地記憶沒有隱含意義或結構的東西。記憶字母表里的字母和它們的順序、人的姓名和一些外語詞匯等，就是很好的例子，那些內容似乎沒有明顯的結構。沒有規則的鍵盤序列、命令、手勢和許多現代科技也屬于此類。這些知識需要死記硬背，是現代生活的災難。

有些事情需要死記硬背地學習，例如字母表里的字母。即使這樣，我們可以將表面上毫無意義的單詞表加上結構，例如，把字母變成一首歌，使用韻律和節奏的自然約束創建一些結構。

死記硬背的學習會產生問題。首先，因為所學到的東西是隨意的，學起來就會很困難：需要付出大量的時間和精力。其次，當問題出現時，記憶的操作次序不能提供線索，讓我們知道什么地方出了錯，也不能建議我們做些什么來解決問題。雖然有些事情需要死記硬背，大多數卻不需要。唉，它仍然是許多學校主要的教學方法，甚至應用到很多成人培訓之中。一些人就這樣機械地學習如何使用電腦、做飯等。有時，我們也不得不生搬硬套地學習使用一些新的（設計糟糕的）高技術設備。

我們依靠人工搭建的結構來學習無章法的思想或雜亂的系列。許多用以提高記憶力（記憶法）的書和課程，使用各種各樣有規則的方法提供結構使人可以記憶很隨意的事情，比如雜貨清單，或者看到人的外表即想起人的名字。正如我們在短時記憶里對這些方法的討論，一連串的數字甚至可以與有意義的結構關聯起來，然后幫助記憶。那些沒有接受過這樣的培訓或者還沒有發明一些方法的人，經常嘗試著建立一些人為的結構，但結果往往不能令人滿意，學習效果很差。

世界上的大多數事情都有一個合理的結構，從而極大地簡化了記憶的負擔。當事情被賦予意義，與我們已經掌握的知識契合，新的內容就容易理解和解釋，并與以前所獲得的知識結合起來。現在，我們可以使用規則和約束來幫助理解什么樣的東西可以組合在一起。有意義的結構可以理順明顯的混亂和隨意性。

還記得我們在第一章討論過的概念模型嗎？一個好的概念模型的部分功效在于其提供意義的能力。來看一個例子，有意義的詮釋是如何將明顯的隨意的任務轉換為自然的行動。請注意，適當的詮釋不會剛開始就顯而易見；它也是知識，同樣需要被發掘。

一位日本同事，東京大學的教授佐伯裕（Yutaka Sayeki）總記不住如何使用摩托車左把手上的轉向燈。將開關向前推代表右轉，向后滑代表左轉。轉向燈開關的含義非常清楚和明確，但它們移動所表明的方向卻讓人一頭霧水。佐伯教授一直在想，在左邊的車把上的開關，向前應該表示左轉信號。換句話說，他曾經努力地想在“前推左開關”的行動與“左轉”的意圖之間建立起映射，這是錯誤的。結果，他記不清用于控制摩托車轉向燈的開關方向。大多數摩托車的轉向燈開關安裝在不同位置，形成90度角，將開關滑到左邊，指示左轉彎；滑到右邊，右轉彎。這種映射很容易學習（這是一個自然映射的例子，我們會在本章的最后討論）。但是佐伯教授的摩托車使用向前推和向后滑，而不是左右移動來控制轉向燈。怎么能學會呢？

經過重新理解開關的信息，佐伯教授解決了問題。他仔細思考了摩托車的轉向把手，如果車子左轉，需要將左邊的車把向后移動。右轉則將左車把向前推。開關的移動完全配合車把的運動方向，這樣就容易操作了。所以，如果將轉向信號所在的左車把運動方向作為概念模型來構建，并不是用轉向燈開關匹配摩托車的行駛方向，轉向燈開關的移動可以用來模擬左車把的運動方向，這樣，最后就建立了一個自然的映射。

當開關的移動方向看起來似乎是任意的，就很難被記住。一旦佐伯教授在開關移動方向、車把移動方向與摩托車行駛方向之間建立了一種有意義的聯系，就會很容易記住正確的開關操作。（有經驗的車手可能會指出這個概念模型是錯誤的：自行車轉彎時，車手首先要將車頭轉向相反方向。這是在下一節中將要討論的例子“近似模型”。）

設計的意義顯而易見，即提供有意義的結構。或許更好的方法是不需要記憶，將所需的全部信息展現在外部世界。這就是傳統的圖形用戶界面與過時的菜單結構結合使用的功效。當有疑問的時候，人們總是會搜索所有的菜單欄，直到發現所需的程序。如果系統不使用菜單，仍然需要提供一些結構，比如合理的限制和強制功能，良好的自然映射，還有前饋和反饋等工具。幫助人們記憶的最有效方式就是使人們不需要記憶。