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20世纪，关于记忆的研究发生了转变。记忆研究不再关注提升记忆力的方式（比如培养有助于实现政治抱负的技能），转而开始探索大脑形成并存储记忆的机制。当时一项最瞩目的记忆研究由俄罗斯心理学家亚历山大·鲁利亚（Alexander Luria）在1920—1950年间完成。他的实验被试是一位名叫舍列舍夫斯基（Shereshevsky）的记者，简称“S”。S在编辑会议上从不做笔记，这让S的同事们感到非常困惑。然而，S并没有做笔记的必要，他能记住别人告诉他的每一个字、名字、日期和电话号码。鲁利亚用越来越复杂的数据对S进行测试，他发现S在多年后仍能记住当年测试的内容。这项研究揭开了S的记忆奥秘，S通过将他所听到的一切转化成强烈的心智图像或感官体验，完成了惊人记忆。但S并非有意识地进行这种记忆，他存在一种称为联觉（synesthesia）的状态，各种感官的边界时不时会变得模糊，所以当他读到“门”这个词时能感觉到咸味或是红色的视觉刺激。S的事例一定程度上表明，人们在记忆过程中可以通过使用感官想象出一系列能联系信息的“钉子”来辅助记忆。
自S之后，心理学家陆续研究了数百个实验被试，其中一些人有罕见的记忆缺陷或记忆能力，而绝大多数人的记忆功能和能力都在正常水平。这些研究的结果已经形成了几种关于记忆方式的理论。尽管记忆的生理机制在许多方面仍是个谜，但人们越发认识到古希腊和古罗马记忆术的巧妙之处，它们极好地适应了人类大脑的功能。
近年来，记忆领域最具影响力的研究不是关于人类大脑，而是关于机器。由于人们越来越依赖记事本、照片等外部方式记录信息，记忆技巧已经被严重忽视。人们常依据“内存”容量和访问速度来对计算机的性能打分，并惊叹于互联网的众多功能，却忽视了大脑所拥有的潜力。尽管学校不教授记忆技巧，但大量考试考查的仍是学生的记忆能力。许多人并不知道，增强记忆力只需使用任何人都能学会的简单技巧。今天的人们需要重拾古人对记忆的信念。
一个学习地理的孩子，
也许能说出
非洲每一个已知部落的名字
或太平洋上
每一个小岛的名字，
却不知道流经自己家乡的河流的名字。
摘自19世纪一位英国学校督察员的报告
人类和计算机的一个显著区别在于两者评估信息的能力。存储在计算机里的数据，只需适当的检索条件，就能一字不差地调取最初输入的信息。相比之下，人类存储和检索信息就比较主观，容易受到情绪、观点、成长环境和许多其他因素的影响。
人类和计算机的另一个区别，是人类能记住一个心理“文件”不同层次的数据，而计算机中储存的数据一旦被覆盖就会永远丢失。