短期記憶和長期記憶並不是只有人類才有的，大多數高級點的動物尤其是哺乳動物基本都具有短期和長期記憶，所以不應該説人類進化出了這兩種方式。
其實，除了短期(其實短期記憶還和初級記憶：primary memory 關係很密切)和長期記憶以外，還有第三種類別就是工作記憶(working memory)。
那麼這三種記憶具體區別在哪呢?
簡單來説，
長期記憶是儲存着大量先前經歷和知識的記憶內容
短期記憶則是人類大腦在短時間內能夠儲存的有限記憶內容。短期記憶最廣為人知的理論是由 Miller 在 1956 年提出的神奇數字 7 (the magic number 7)，這個理論有 3 個主要特徵，就是人類的短期記憶：1：容量非常有限(只有大約 7 個事物能在短時間內被記住);2：時間有限 (並且這期間記住的內容非常脆弱，很容易被其他外界信息影響導致丟失;3：儲存(主要為聲音形式，甚至會把視覺信息轉換成聲音來記憶，比如我們記東西喜歡讀出來或者默唸來加深印象)。雖然這個理論現在已經被認為有很多缺陷，但是影響仍然非常大。
除了這兩種普遍知曉的記憶外，其實還有另外一個非常重要的模塊，就是工作記憶(working memory)，是 Alan Baddeley 提出的，他是記憶領域的大神之一，也是我本科的教授之一，我有幸上過他的記憶課程所以有所瞭解。他提出了一個非常有影響力的記憶模型，就是聲音以及視覺空間信息是分別儲存的，並且由我們的中央執行系統來控制。我簡單做了箇中文版的示意圖，跟下面一樣。可以看到工作記憶包含了很多內容，有短期記憶，其實長期的記憶也在一定程度上參與了工作記憶。
那麼我們的短期記憶和長期記憶怎麼形成的呢?
簡單來説，我們上面提到工作記憶一般通過反覆的自我強化過程儲存在我們的額前皮質上，就是下面圖中的那個區域。
類似於之前提到的神奇數字 7，我們能將 5-9 個事物(比如一串電話號碼，一個單詞)在短時間內的記住，然後如果我們想要記住這個電話號碼的話自然就會在這段時間內一直默唸這段號碼，通過這種反覆的自我強化來將這些信息記住。
那麼這些信息又存在哪呢?
答案是我們眾所周知的海馬體。就是下面圖中的區域。
我們的海馬體接受來自整個大腦的刺激，也可以理解為海馬體“傾聽”着整個大腦，而我們接受到的那些外界信息，就會通過“解碼”被儲存到海馬體裏。然後在我們的睡眠過程中，一個記憶強化的過程就會進行，就像是回放一樣，將海馬體的記憶轉移到大腦的各個皮層中，有説法認為這個過程與我們夢的產生也有聯繫。所以，我們常説睡眠非常重要，睡眠不足頭腦昏聵，記憶變差是有道理的。在睡前看資料能加深印象同樣也有其理論依據。因此，如果我們想要記住一些重要信息的話，經過這種長時間的反覆加強鞏固，這些短期記憶就會變成長期記憶。
動物的記憶也是這樣麼?
從總的概念來説，以我理解，雖然動物的記憶功能比人類差了，但是它們也擁有相類似的短期記憶，長期記憶和工作記憶。我們的寵物就是一個很顯著的例子，我們可以將寵物訓練出準確的飲食時間，散步時間。長期在一個地點同一時間餵養流浪的小動物的話，這些小動物在一段時間後也會記住某個時間某個地點會有人出來賞飯，説不定還會把他認作主人。這些都是同樣類似的原理，就不詳述了。
關於記憶，還有非常兩個著名的案例，影響了整個心理學界，也使學界認識到了海馬體對記憶的重要性，揭開了記憶的謎團。
世界上記憶最好的人?
提到記憶力，不得不提另一個人，金·皮克(Kim Peek)， 他在 2010 年由於突發心臟病逝世，享年 58 歲。這個人其實非常的出名，基本上全世界的人都知道他的事蹟，因為他就是達斯汀霍夫曼在奧斯卡電影《雨人》中所扮演角色的原型。在電影發佈前，即 1988 年之前，只有極少數人知道他。因此，《雨人》這部電影在很大程度上加大了人們對這種自閉症病症的關注。當然，這部電影再另一方面也傳播了一個錯誤信息，即患有自閉症的人都會擁有像“雨人”一樣的天賦。Peek 他自己，儘管是一個自閉症患者，反而算的上是一個天才。不過他先天就有大腦缺陷，包括畸形的小腦以及缺失的胼胝體(胼胝體是連接左右兩側大腦半球的橫行神經纖維束，也就是皮克的兩個大腦半球是分隔不相連的，幾乎獨立工作)。看過電影的人都能想象到，Peek 擁有非凡的記憶力以及數學能力，並且擁有百科全書一般的歷史，文學，古典音樂知識，對美國的郵編以及交通路線也瞭然於胸。有人估計在他的一生中大約看了超過 12000 本書，而所有的這些內容，都成為了他完美記憶裏的一部分。就連美國國家航空航天局 NASA 的科學家試圖查找出皮克如此聰明的奧秘，在 2004 年，科學家用研究太空旅行對人體影響的高科技設備對皮克腦部進行掃描，同時，NASA 也希望瞭解這種記憶的能力是否退化。結果發現，皮克的腦力不但沒有因為年齡增長而消失，而且能容納更多的信息。不過，儘管皮克擁有如此天才的能力，但是由於小腦缺陷，Peek 有協調能力障礙，並且抽象思維能力較差，在日常生活中也很低能，自理能力以及溝通能力不佳。
世界上記憶最差的人?
現在估計很多人都知道海馬體與我們記憶息息相關，那麼這個發現是怎麼得到的呢?與其他部位相似，心理學家們也是通過一個極其罕見的個案瞭解到我們以往對記憶的認知是錯誤的。這個案例就是著名的 H.M 案例。這個患者的名字為 Henry Gustav Molaison ， 故為了保護其隱私，代號為 H.M。這個病人在 2008 年離世，在他 27 歲的時候，由於治療兒時就患上的癲癇(Epilepsey)，當時的主刀醫生切除了他的大部分海馬體，術後他的癲癇得到了治癒，但是卻出現了極其嚴重的失憶症(amnesia)，他可以回憶起自己術前的一些事情卻無法將這些事聯繫到一起，當他照鏡子時，也無法認出自己，因為他腦海裏的自己永遠是年輕時候的樣貌。不過也有例外，他能清晰的回憶起兩件事，一件為自己作為代表參加高中畢業典禮的時候，另一件則是他從他父親那偷了跟煙抽結果生病的軼事。正是這個令人驚訝的失憶症狀，使得他一個人，就引起了超過 100 多個心理學家和神經科學學家的關注並且在超過 12000 篇期刊文章中出現了他的名字。儘管 H.M 無法對新的信息產生記憶，但是他卻能學習新的運動技能，比如打網球和騎車，甚至彈鋼琴，這又使得人們對記憶與無意識行為的聯繫有了更深層次的理解。在他這個案例出現之前，大部分專家都認為人儲存記憶的地方是大腦皮層，直到他的出現，專家才真正地將記憶與海馬體相聯繫。直至今日，H.M 帶給學界的豐厚遺產仍然影響着我們，他的大腦被小心的切割成片並且保存起來，另外被通過 3D 成像技術儲存為電子信息。他的故事，激發了很多作家以及編劇的靈感，影響深遠。
總的來説，記憶的內容非常深奧，其實完全算是一個獨立的學科分支，很多理論還等待進一步完善。比如最近有很多新研究發現我們的大腦會進行有意識的遺忘，來保護我們自己，所以待探索的領域非常得大。
Baddeley AD. Oxford Psychology Series No. 11. Oxford: Clarendon Press; 1986. Working Memory.
Corkin, S. (2002). What’s new with the amnesic patient H.M.? Nature Reviews Neuroscience, 3, 153–160.
Carruthers, P. (2013). Evolution of working memory. Proceedings of the National Academy of Sciences, 110(Supplement 2), 10371-10378.
Miller, G. (1956). The magical number seven, plus or minus two: Some limits on our capacity for processing information. The psychological review, 63, 81-97.