Отмечу, для начала, что я претендую не на анализ процесса мышления, а всего лишь на описание способа хранения информации в голове. Цель гораздо более скромная и имеющая больше шансов на успех.

Что касается твоего утверждения, что все ассоциации обязательно используются в реальности, то рискну предположить, что этот эффект возникает как раз в процессе мышления -- вспомнив что-то "не в тему", мы испытываем потребность как-то соотнести воспоминания с реальностью. И мозг конечно же с готовностью предоставляет необходимые связи, а то что они притянуты "за уши" мы осознаем только когда понимаем что вспомнили что-то не то. В пользу этой точки зрения говорит, например, абстрактное искусство: автор любой работы будет утверждать, что все это лишь отражение реальности и присутствует в ней непосредственно, но вряд ли кто-нибудь возьмется утверждать что видит все ассоциации автора. У каждого из нас есть любимые авторы. Возможно у нас с ними просто похожие хэш-функции?

Конечно же человеческий мозг сложнее компьютера, а потому имеет возможности строить хитрые хэш-функции, работающие с образами, но общая модель мне кажется удачной.