Представьте, вам нужно выучить Евгения Онегина наизусть. Это ваш родной язык, и вы на нем успешно разговариваете лет 15-20. Как вы будете это делать? Строчка за строчкой, слово за словом. Тоже самое и в музыке. Если же вы начинающий пианист, то представьте, что вам нужно выучить Евгения Онегина на абстрактном французском или японском.
Благодаря особому способу систематизации материала. Происходит процесс компактного "сжатия" материала. Это возможно благодаря складыванию отдельных звуков в аккорды или кластеры, а их, в свою очередь, в аккордовые последовательности, а затем и в разделы.
Как вы стихи заучиваете наизусть, так и они. Кроме того, существует так.наз. моторная память - память рук, когда они играют сами по привычке. Бах заставлял учеников играть на клавесине и одновременно читать книгу. Потом он проверял, насколько ученик усвоил прочитанное. Лично я порой читаю интернет новости, одновременно играя на флейте.
У любого произведения существует Форма. Зная структуру произведения, его легко выучить. Профессиональные пианисты, выступающие как солисты не играют по нотам. Играют по нотам концертмейстеры, которые кому-нибудь аккомпанируют.
К предыдущему ответу добавлю, что если это действительно очень объемное и сложное произведение, то пианист может пользоваться нотами в процессе игры, как и все остальные музыканты. Рядом с роялем обычно стоит человек, который следит за нотами и переворачивает страницы в нужное время)
а это же всё заедается в памяти, в частности мышечной. это же как учить огромные стишки. вы же не сразу целиком их учите, а частями. вот и здесь также. да и огромные произведения новичкам не дают, их играют опытные люди с огромным стажем.