长期以来，心理学界一直把记忆看成是某种单一的东西，相信只存在一种长时记忆系统。第二次世界大战后，由于军事和工业工程技术的需要，在信息论、控制论和系统论的影响下，认知心理学应运而生，心理学对记忆的研究有了一个很大的转变和进展。在初步研究的基础上，出现了记忆双系统论的学说。这种学说认为，记忆不是单一的，它可以分为短时记忆和长时记忆两个相对独立的系统。这一思想猛烈地冲击了传统的有关记忆的看法，于是短时记忆的研究蓬勃发展起来。在这一热潮的带动下，人们又进一步提出，是否还存在比短时记忆更短暂的记忆系统。20世纪60年代初，美国心理学家斯柏灵（G 。Sperling，1960）首先用实验证实了感觉记忆系统的存在，于是出现了记忆信息三级加工模型的种种学说。
5.3.1 记忆信息的加工流程
随着信息论在心理学研究中的应用和流行，更多的认知心理学家将人脑看作是信息处理器，他们构建认知过程的信息加工模型，借用计算机程序术语来描述人脑对外部信息的操作过程。1968年，阿金森（R 。Atkinson）和谢弗林（R 。Shiffrin）提出了记忆的三级存储模型，这一模型至今仍然是记忆研究领域的主流模型。
外界信息通过感觉器官时，按输入的原样，保持一个极短的时间，这就是感觉登记或感觉记忆系统。信息在这里保持1秒钟左右，其中一部分信息受到特别注意或模式识别而进入短时记忆系统；若信息极为强烈深刻，也可一次性印入长时记忆系统，而那些没受到注意的信息很快变弱消失或被擦拭掉。短时记忆的信息既有来自感觉记忆的，也有来自长时记忆的。因为当人们需要某些知识、规则时，便从长时记忆中提取，提取出的信息只有回溯到短时记忆才能重新被意识到和备用。短时记忆的信息保持时间不超过1分钟，受到干扰就会消失。若信息得到及时复述，可使之清晰稳定下来，在适当的时候就会转入长时记忆系统中，得到长久保存。从系统论的观点看，感觉记忆、短时记忆和长时记忆乃是统一的记忆系统中的三个不同的信息加工阶段，它们之间不是非此即彼的记忆种类。它们之间相互影响、相互作用又相互联系，在人们的积极主动的记忆活动中，这三个系统密切配合对信息的加工和传输。
5.3.2 感觉记忆
5.3.2.1 感觉记忆的特点
① 形象性。感觉记忆中的信息是未经任何心理加工的，以感觉痕迹的形式被登记下来，完全按刺激的物理特征编码，并按感知的顺序被登记，因此具有鲜明的形象性。各种感觉的后象就是这种感觉记忆的不同表现。
② 信息保持时间极短。外界信息在感觉记忆中的保持是很短暂的，图像记忆保持的时间约0 。25～1秒，声象记忆虽超过1秒，但也不长于4秒，说明信息消失的速度很快，这一特点对信息加工来说极为重要，因为外界信息处于迅速变化状态，感官内登记的信息若不尽快地被选用或抹掉，就会同新输入的信息混杂，从而丧失对最初信息的识别。虽然信息在感觉记忆阶段停留的时间极短，但足以使人的认知系统对它们进行各项操作和加工了。
③ 记忆容量大。各种感觉记忆中，信息的储存量都大于可被利用的信息量，几乎进入感官的所有信息都能被登记。记忆容量的大小由感受器的解剖生理特点所决定，一般认为图像记忆的容量为9～20个比特（bit）。
④ 记忆痕迹容易衰退。感觉记忆中的信息都是未经心理加工的信息，是尚未受到意义分析的信息，被登记的信息只有受到特别注意或模式识别，才能转入短时记忆，并在那里被赋予意义，否则就会很快衰退而消失。
感觉记忆的逻辑功能在于，为大脑提供对输入的信息进行选取和识别的时间，这种记忆好比是整个记忆系统的“接待室”，从感官输入的所有信息都要在这里登记并接受处理。
5.3.2.2 感觉记忆的发现
美国心理学家斯柏灵1960年首先提供了感觉记忆存在的证据。他在做记忆实验时发现，许多被试虽只能报告出4、5个字母，却声称他们所看到的比所能报告的要多。为了查明被试究竟是没有看清这些字母还是看到后又忘了，他创造了部分报告法。该方法与传统的研究方法不同，过去的记忆实验，总是要求被试将他记住的东西全部报告出来，以此计算回忆的成绩，可称为全部报告法。斯柏灵则让被试只报告所记住的一部分东西。他用速示器向被试呈现一张有12个字母的卡片，字母分上、中、下3行，每行4个，呈现时间50毫秒。呈现毕，立即按随机顺序将高、中、低3种声音中的一种给被试。要求被试听到高音信号，就立刻报告上面一行字母；听到中音或低音信号，就报告中间或下面一行字母。结果表明：若声音恰在刺激卡片刚刚消失时呈现，被试能报告出所指定的任何一行字母的76%。既然任何一行字母被试都大多能报告出来，就可以推算出他瞬间保持的应为12×76%＝9 。12个字母。这与前人关于瞬间只能辨认四五个物体的结论有很大差异。斯柏灵据此提出，人的记忆系统中还存在一个独立的感觉记忆阶段。
有实验证明，若把回忆与视觉刺激终止之间的间隔延长，回忆成绩就明显下降。声音信号延迟0 。15秒呈现，回忆成绩就降为立即回忆的60%；延迟0 。3秒，则降为55%；延迟1秒，就降到4或5个字母了。斯柏灵认为，所谓记忆或知觉范围是四五个项目的传统说法，反映的并非信息存储系统最初阶段的容量，而是在映象消退之前转入下一个记忆阶段能够提取出来的信息数量。
5.3.2.3 感觉记忆的编码
感觉记忆的编码方式有图像记忆和声像记忆两种。
（1）图像记忆
图像记忆又叫视觉登记或图像储存，是最常见的一种感觉记忆。当作用于视觉器官的图像刺激迅速移去后，图像随即在视觉通道内被登记，并保持一瞬间，这类记忆叫作图像记忆。
图像记忆为大脑从输入的信息中选取必要的信息提供了时间，没有图像记忆就无法进行模式识别，不能认知视觉刺激的意义。图像记忆常被当作感觉记忆的典型。
（2）声像记忆
目前能用实验证实感觉记忆存在的，除图像记忆外，还有声像记忆。声像记忆又叫听觉登记，指听觉系统对刺激信息的瞬间保持。
声像记忆与人的生活、学习和工作有密切关系，如果没有声像记忆，人们就无法辨别各种声音信号，也无法听懂人的话语。因为人说话总是一个音一个音地发出，如果不能把听到的每一个音暂时登记下来形成声像，也就不能把一串声音连贯起来，也就不能理解它的意义。
5.3.3 短时记忆
5.3.3.1 短时记忆的保持时间
有人把短时记忆比作电话号码式记忆，意思是说，人们为了打电话，先查找号码，查到后立刻拨号，通完了话，号码也就随即忘掉，号码在短时记忆中就保持这样短的时间。
1959年美国学者彼得森夫妇（L 。Peterson&；；amp；M 。Peterson）做了有关的实验。他们编制了由3个辅音组成的字母表，如GKB，PST，RUD等，每次给被试听3个辅音字母后，立即让他们从某一个三位数开始作连续减3的运算，还要把结果报告出来，如从267开始连续减3，读出273，270、267？ ？直到主试发出开始回忆字母的信号。进行心算的目的是为了防止被试默默复述。从字母呈现到开始回忆经过不同的时间间隔，分别是3秒、6秒、9秒、12秒、15秒和18秒。事先被试并不知道要进行多长时间的运算，这实际上是一个不同时距的延缓回忆的测验。实验结果表明，当延缓3秒再进行回忆时，已出现了明显的遗忘，正确回忆率仅达80%，随着间隔时间的延长，正确回忆率继续下降，当延长到18秒时，被试正确回忆率仅为10%，超过18秒，正确回忆率即不再继续下降，维持在10%的接近值上。这说明在无复述条件下，信息在短时记忆中保持的时间很短，约5～20秒，最长不超过1分钟，得不到复述，将迅速遗忘。
5.3.3.2 短时记忆的容量
美国心理学家米勒（G 。M iller，1956）发表了一篇题为“神奇数7加减2：我们加工信息的能力的某种限制”的论文，米勒认为短时记忆的信息容量为7±2 个组块，这个数量是相对恒定的，这就是短时记忆的组块理论。所谓组块（chunking），是指将若干较小单位联合成熟悉的、较大的单位的信息加工。他认为短时记忆容量是以组块为单位的。一个块可以是一个数字、一个字母，也可以是一个单词、词组，还可以是一个短语。组块所包含的信息可多可少，通常受主体原有知识经验的影响。组块的大小、复杂性和熟悉性等都会影响短时记忆的容量。
其实我们的短时记忆就像一个分成7格左右的柜子，每一格只能放一件物品。如果你能把几样东西打包，你就可以放更多的物品。这就是米勒发现的短时记忆的特点；虽然容量只有7个项目左右，但是如果你善于组织存放，你可以放得更多。不过这种组织还是有一定的限制，经验表明，如果每一个记忆单元包含3～4个项目，我们一般只能记住4个左右这样的单元，而不是7个。米勒在后来的实验中又发现，短时记忆的容量大小不是由记忆材料的数量决定的，而是由材料的意义单位决定的，也就是说，如果我们知道得越多，知识越丰富，记忆就越轻松。
西蒙和蔡斯（W 。Chase）1973年的研究发现，象棋大师、一级棋手和新手对于随机摆设棋子的棋盘记忆水平大体一致。如果摆设的棋子是一个真实的棋局，则大师复盘准确性为62%，一级为34%，新手只有18%。通过对三位被试各自组块数进行测算，结果，象棋大师、一级棋手和新手在各项实验中的平均组块数分别为7.7、7.5、5.3，每个组块包含的棋子平均数为2.5、2.1和1.9.可见，知识经验越多，不仅应用的组块数，而且每个组块所包含的相应的信息量也越多。
5.3.3.3 短时记忆的编码
20世纪60年代以来，大量实验证实，短时记忆主要是采用言语听觉编码，少量的采用视觉或语义编码。1964年康拉德（R 。Conrad）进行了一项实验研究，他选用两组音近易混的字母BCPTV和FMNSX为实验材料，用速示器以每个0 。75秒的速度逐一随机地向被试呈现，每呈现完6个字母就要求被试凭回忆默写出来，记不清时允许猜写，但不许不写。从被试回忆的结果可以看出，尽管字母是以视觉方式呈现的，但回忆中写错字母中有80%出在音近字母之间，如B和P，S和X，很少在形状相似的字母之间，如F和E。如果改用听觉方式向被试呈现声音相近的字母，如EGCZBD和不相近的字母系列 FGOAYQR，实验结果出现了与上述视觉呈现条件下相当一致的情况，等级相关为0 。64.事实表明，短时记忆确实是以听觉方式对刺激信息进行编码的，或者说，以听觉编码占优势。
还有实验证明，在短时记忆中也有少量的视觉或语义编码，如聋哑人在他们的短时记忆中，回忆时出现混淆的主要是视觉性的或者是意义性的。
由于字母、字词以视觉方式呈现，阅读时必借助内部言语。因此可以设想，前述某些声音混淆现象也可能是发音的混淆。目前还无法将声音混淆与发音混淆区分开。但可以认为，听觉代码或声音代码也许与口语代码相并存或交织在一起。
5.3.3.4 短时记忆的信息提取
短时记忆中的信息由于正处在我们当前的意识中，因工作或操作的需要可以立即被提取出来。这使人感到，似乎短时记忆信息提取的机制很简单，但后来的研究表明，事实并非如此。从短时记忆中提取信息时究竟是同步平行检索，还是逐项依次检索，成为短时记忆信息提取方式争论的焦点。
斯腾伯格（R 。Sternberg，1969）开创了对短时记忆信息提取机制的经典性研究，他的观点和方法有着广泛的影响。
他向被试的视觉呈现不同系列的数字，数字系列长度都在记忆容量范围之内，然后随机地再呈现一个数字，被试的任务是判定这个数是否是刚才识记过的。被试的反应不用口，而是用按电钮，要求被试尽快作出准确回答，实验记录被试从检验项目出现到作出回答之间的反应时，以此为指标。每次实验所识记的项目和检验的项目都要更换，而且识记项目的数目多少不等，检验项目中的数字有一半是识记项目中出现的数，一半在识记项目中没出现过。实验结果是，提取信息的时间随项目的增加而增长，成线性关系。所以，斯腾伯格认为，短时记忆对信息的提取是按顺序系列检索，而不是平行同步检索。
5.3.3.5 短时记忆信息向长时记忆的转化
长时记忆就好像一个巨大的仓库，短时记忆就如同一辆给仓库运货的小车。短时记忆这辆小车是怎么给长时记忆仓库运货的呢？它的手段就是不断地复述。停止复述，短时记忆中的信息就会迅速丢失。短时记忆中的信息保持的时间既短又易受干扰，只要插入新的识记活动，阻止复述，信息很快会消失，而且不能恢复。如果通过内部言语形式默默地复述，可以使即将消失的微弱信息重新强化，变得清晰、稳定，再经精细复述可转入长时记忆中加以保持。那些未经复述的信息或超容量的信息则随时间的流逝而自然衰退，甚至被遗忘。可见，复述是使短时记忆的信息转入长时记忆的关键。
有人认为短时记忆是感觉记忆与长时记忆之间的缓冲器。信息进入长时记忆需要一定的时间，在未进入之前，被感觉登记下来的部分信息先在短时记忆中储存，然后通过复述再转入长时记忆系统。
我们可以来验证一下。请你读一遍下列字母串，然后遮住字母，并立即做后面的加法题，做完以后再回忆刚才读过的字母。
怎么样，背得出吗？也许已经忘得差不多了吧？
如果不做加法题，而是不断重复这些字母，你就能把它们记熟。记熟以后，即使有一段时间不予重复，你也仍然能够把字母串回忆出来。所以说，短时记忆中的信息的保持离不开复述，而且复述要达到一定程度，信息才进入长时记忆；而长时记忆中的信息则没有复述也能保持较长时间。
5.3.4 长时记忆
自19世纪末期艾宾浩斯开始记忆实验以来，大多数心理学家对记忆的研究都是有关长时记忆的，研究的课题主要集中在长时记忆中信息的组织和遗忘的规律。
过去一直认为长时记忆的信息是以联想的方式组织的。20世纪30年代，巴特莱特（F 。Bartlett）提出了“图式”的概念。他认为识记是把新材料整合到个人的图式中，即组织进个人的知识经验中，这样新材料就进入了记忆的存储系统。50年代，研究者发现人们学习排列不规则的词表后，回忆时往往要加以分类的现象，因而认为组合依赖于概念的分类。70年代，图尔文（E 。 T ulving）提出语义记忆和情景记忆两种长时记忆系统，认为它们之间存在着差异。语义记忆存储的信息是词、概念、规律，以一般知识作参考系，具有概括性，不依赖于时间、地点和条件，不易受外界因素的干扰，比较稳定。情景记忆存储的信息是以亲身的经历作参考系，因此是一时性的，时空上有限定条件，容易受各种因素的干扰。
5.3.4.1 对识记材料的组织加工
所谓组织加工，就是将材料加以整合，把新材料纳入已有的知识结构之中或把材料作为合并单元而组合为某个新的知识框架的过程。
对识记材料可以用多种方式进行组织加工。学习外语单词时，根据发音和词义，可先从我们的自然语言中找出与之相似的词作为媒介，进行语义编码，回忆时先提取中介词，然后解码（deco de），就可把原单词再现出来。例如，在无意义音节的识记中，把它们与相似的词联系起来，以词义为中介，将便于记忆。例如，现在要求记住：Jon tol tat yur hir lok vey nic 8组无意义音节，如果把它们与接近的词语联系起来，像是John told that your hair looked very nice，而且可以把它们作为一个句子来识记：“约翰告知你的发型看起来很美”，这样以自然语言为中介对识记材料进行组织加工，有助于长久储存。
在对偶联合的识记材料中，可以利用短语或句子为中介进行组织加工。例如，记忆“小孩—鱼”这对项目时，要求看见“小孩”一词（刺激项），说出“鱼”（反应项）。可以把两个项目用一句话联系起来作为中介（小孩钓鱼），看到刺激项“小孩”，想起“钓鱼”，反应项“鱼”自然被回忆出来。
5.3.4.2 影响识记效果的因素
就主体而言，首先是否有明确的识记目的和任务，是否有强烈的学习愿望和纯正的动机，是影响识记效果的决定性因素。其次，在识记中对材料理解得越透彻，记忆的效果越好。因此，加强对识记材料的理解是使材料长久保持的关键。要做到这一点，首先对本来有意义联系的材料，尽量用已有的知识经验去理解，采用意义识记。其次是赋予无意义联系的材料以人为的意义，即把无意义联系材料意义化，进行主观组织、再编码，这样会有助于储存和保持。
总之，凡是把识记的对象变成智慧操作的对象，记忆效果就会明显地提高。两位苏联心理学家所做的实验，证实了这一点，他们把被试分成两组，第一组的任务是画一个装配好的圆规，第二组是把同样的拆散了的圆规组装起来。任务完成后，叫两组被试尽量准确地画出他们所用的圆规，结果第二组画得比第一组更准确。这是因为需要识记的材料成为活动的直接对象，在进行智慧操作的活动中，能更清晰地感知、深刻地理解，并易于引起兴趣和专注。在教学中，让学生做些模型、小实验，进行模拟等活动都有助于巩固所学的知识。
就客体而言，材料的数量、性质和内容均影响识记的效果。一般来说，要达到同样的识记水平，材料越多，识记所用的平均时间也就越多。因此，在一定的时间内识记的数量不宜过多。
识记的材料有的是直观形象的，有的是抽象的文字材料，究竟哪种性质的材料识记效果好，因人而异，一般来说，成人对文字材料识记较好，儿童对直观形象材料的识记优于文字材料。
就识记方式而言，多种记忆类型的协同记忆以及多种感官的协同识记，比单一类型或单种感官的识记效果好。有人做过一个实验，让第一组被试只看某一识记材料，第二组只听同一内容，第三组既看又听。结果发现，视觉识记组可记住内容的70%，听觉识记组记住60%，视听组可记住80 。3%。事实表明，多种感官在识记活动中同时发挥作用，可取得良好的识记效果。在学习外语时，眼看、耳听、口说、手写同时发挥作用，其记忆效果大大优于单一感官的识记效果。
5.3.4.3 长时记忆信息的动态变化
信息经过编码加工之后在头脑中储存，这种储存虽然是有秩序、分层次的，但不能理解为像文件存放在保险柜里那样一成不变，保持不是一种消极状态，信息在记忆中的保持是一个潜在的动态过程，随时间的推移以及后来经验的影响，在质和量上均会发生变化。
在质的方面的变化，显示出以下特点：① 记忆的内容比原来识记的内容更简略、更概括，一些不太重要的细节趋于消失，而主要内容及显著特征被保持；② 保持的内容比原识记的内容更详细、更具体、更完整、更合理；③ 使原识记内容中的某些特点更加突出、夸张或歪曲，变得更生动、离奇、更具有特色。
巴特莱特做过一个实验，他让被试看一个，隔半小时后要被试凭回忆画出来，然后把该被试所画的给第二个被试看，隔半小时后要求第二个被试凭记忆把图画出，依次做下去，直到第18个被试。从第一个被试识记的枭鸟，经过18个的记忆改造，最后变成了一只猫的形象，这样大的差距说明信息在头脑中的储存不是静态，而是会发生变化的。
巴特莱特在另一个实验中，让许多被试阅读一篇“魔鬼的战争”的故事，过了一段时间，让他们复述，结果发现，经常阅读鬼怪故事的被试在回忆中增添了许多关于鬼的内容和细节，而受到逻辑学训练的被试在回忆中则大量删去鬼的描述，使故事变得更合乎逻辑。从识记的内容与回忆的内容之间的差异，可以看出，信息在头脑中的保持不是静止的、凝固的，而是一个重建过程。识记内容在保持的过程中受到思维的“剪辑”加工，或者使之更加简略概括，或者更加完整合理，或者被想象所补充而更加详细生动，或者被夸张突出。
在量的方面的变化，显示出两种倾向：一种是记忆回涨现象，即记忆的恢复现象。1913年巴拉德（P 。Ballard）在一个实验中，以12岁左右的学生作被试，让他们用15分钟识记一首诗，学习后立即测其保持量，并把此时保持量的平均数定为100%，此后在第一、二、三、四、五、六天又进行保持量的测量，发现识记后立即回忆的成绩不如过两三天后回忆的成绩。这种现象在许多人的研究中均得到了证实，儿童较成人普遍，学习较难的材料比学习容易的材料更为显著。记忆恢复的内容大部分是处于学习材料的中间部分，其原因可能是由于识记复杂材料的过程中产生了抑制的积累作用，影响立即回忆的成绩，经过充分休息后，抑制得到解除，因此回忆成绩有所回涨。但也有人认为，记忆恢复现象可在识记后数日出现，抑制积累作用早已解除，不会持续那么长的时间，因此，认为上述解释仍有不完善之处。再一种解释认为，儿童学习复杂而又有趣的材料时，对这些材料的保持是比较零散的，需要一段巩固和发展的过程，经过一段时间的思考、回味，因而加强了记忆，出现了记忆回涨。
长时记忆信息的动态变化在量上的表现是，识记的保持量随时间的推移而日趋减少，有一部分回忆不起来或回忆发生了错误，这种现象就是遗忘，我们将在下一节内容中详细介绍有关遗忘等内容。