他认为可行的设计草图。需要特别指出的是，西门子的理论已经完全建立在
能量守恒定律的基础上，对机器中的热循环和热当量原理也作了清楚的相应
的说明，而这些定律和原理是科学家们后来才揭示出来的。
在柏林，西门子和他过去的老师保持着密切的联系，并经常参加物理学
家们的社交活动，由此结交了一批科学家朋友，他也因一系列有价值的发明
和理论研究而得到了应有的尊重。1845年，西门子和一批青年物理学家一
起，发起成立了物理家协会。这个协会汇集了当时德国的许多优秀的青年自
然科学家，这些人后来几乎都成为卓有成就的科学巨匠，如杜布瓦·雷蒙、
赫尔姆霍茨、克劳修斯、布吕克等，他们都在自己的研究领域内取得了辉煌
的成就。协会经常举行学术演讲，交流学术成果，逐步成为一个影响巨大的
学术团体。著名的能量守恒和转化定律就是赫尔姆霍茨首先在物理家协会的
演讲中发表的。
前面已经说过，在当时的普鲁士，自然科学与工程技术科学之间存在着
一条不可逾越的鸿沟，但西门子却成功地活动于工程技术和科学研究两个领
域中；在他的科学实践中，这条鸿沟似乎已不存在了。
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五、军人与发明家 （三）
在柏林，西门子对电气试验的兴趣逐渐增加，并最终取得了辉煌的成就。
这种兴趣最初缘于他对精确测量弹头速度的研究。
当时，普鲁士炮兵测试委员会委托钟表机械师莱昂哈特制造了一只特殊
的钟，用以测量弹头的速度。这只钟的指针和内部机构如果用电磁联结起来，
指针就会以极大的速度旋转，炮兵测试委员会希望能通过指针的结合与分离
来测得弹头的速度。但是在实际测试时却遇到了种种困难，即使作了多方努
力和改进，仍然无法确定弹头的速度。西门子对这一问题进行了长时间的研
究，想到了用电火花来测量的新方法。他把自己的想法写成了一篇题为《关
于应用电火花测量速度》的论文，发表在《波根多夫年鉴》上。文章指出，
在一个匀速旋转的抛光钢质圆筒边，放置一个与之距离适当的通电的尖针，
弹头通过时会引发尖针放出电火花，从而在圆筒上留下清楚的标志；根据相
互间的距离和电火花产生的标志以及已知的钢筒旋转速度便可以计算出弹头
的飞行速度。西门子的方法确实解决了这个问题，并且在以后的很长一段时
间内，电火花测速法都被用来测量快速运动物体的速度。
西门子还参与了莱昂哈特改进有线电报装置的工作，这使他对电气试验
的兴趣到达了顶点。有线电报是19世纪30年代出现的具有划时代意义的通
讯工具，人类从此逐渐摆脱了对驿车、信使或信鸽传递信息的古老方式的依
赖，开始通过架设的电报线进行异地间的瞬间联络，这是第二次技术革命的
重要成果之一。但在电报机刚出现时，还是一个急待改进的产品。当时德国
有一种威斯顿指针式发报机，普鲁士军队总参谋部想把它用于军事联络，但
在试验时电报机却没能表现出应有的作用，甚至在室内试验都没能取得成
功。于是，莱昂哈特受普鲁士电信委员会的委托来解决这一问题，西门子也
参加了这项工作。
1846年，西门子见到威斯顿发报机，在观察试验过程时，他很快便找到
了失败的原因。威斯顿发报机是一种手动机器，其工作原理是：用手匀速地
转动一个曲柄，产生持久的达到足够强度的电流脉冲，从而推动电报接收机
指针机构的不断运动。但是由于人手很难保持长久的匀速运动，因此也就很
难产生持久的高强度电流脉冲，再加上电缆的绝缘性能不好，会使电流损失，
因而达不到足够的强度，因此失败也就在所难免了。莱昂哈特发挥他钟表机
械师的特长，设计了一种类似钟表的结构，使其能够按照完全规则的时间间
隔产生出电流脉冲，这就解决了人手不能保持匀速的问题，因此是一大改进。
但是作为工程技术学家的西门子清楚，莱昂哈特的改进只是在机械运动方
面，但电流在导线中损失时产生的不利影响并没有得到消除，这或许是钟表
机械师所无能为力的。西门子想出了一个解决上述问题的在当时来说最可靠
的办法，即将指针式电报机制成自动的机件，使电流自动地切断与产生。他
认为，如果将两个或更多的这种电气设备联结在一个循环电路中，那么只有
在所有联结起来的电气设备都完成工作而且因此电流切断时，才会出现新的
电流脉冲。这就是西门子所发明的电流自动断续技术，这一技术至今仍被广
泛利用，如自动闹钟、自动门铃及频闪彩灯、霓虹灯等都是采用这一技术制
造的。
依靠电流自动断续技术，西门子在威斯顿指针电报机的基础上设计了一
种新的可控断续手动发报机，并把生产样机的工作托付给了一位名叫哈尔斯
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克的青年机械师。哈尔斯克是西门子在物理学会中结识的一位朋友，他当时
在柏林经营一家小机器工厂。他既具有出众的组织才能，同时在工程技术方
面也颇具造诣，但最初见到西门子的设计时，他却没能马上明白其中的奥妙，
甚至怀疑这一机器能否运转。为了鼓起他的信心，西门子用烟盒、锡片、若
干铁块及一些铜线制造了几架能自动操作的电报机，结果它们的运转和停止
都十分可靠。这一试验让哈尔斯克极为振奋，既然用简陋材料生产的设备性
能都很好，那通过精密手段生产的机器更会不同凡响，因此他以极大的热忱
生产了最初的几部电报机。当时在德国，研究电报机的科技人员很多，电报
机的质量也良莠不齐、各有特色。在一次竞赛会上，西门子设计的这种可控
断续手动发报机被公认为在普鲁士将来的国家电报网中最适用。
对电报机改进与研制的初步成功，使西门子坚定了继续研究下去的决
心。作为一个眼光敏锐的科技工作者，他清楚地认识到了电报机的重要意义
及发展前景，因此，决定把电报事业作为毕生的职业。西门子坚信，这一选
择不仅可以使他的事业走向成功，而且可以通过它获得金钱以便履行对弟弟
妹妹的抚养义务。
西门子开始为自己的选择而专心致志地工作。他写了一篇研究当时电报
发展状况及预期的改良的论文，寄给了军队总参谋部下属的光学电报机构的
首长，结果受到了高度重视。他被调到了总参谋部下属的电信委员会工作，
全力从事电气电报的研制工作。不久，他便以卓有成效的工作实绩成为该委
员会的主导人物。
当时的电报还处在有线阶段，接发报双方的电报机通过架设的电线相连
接。因此，当时的人们都认为，架设在电线杆上的可以轻易触及的电报线的
安全性是需要解决的头等问题，因为它很容易被人破坏。解决的最好办法是
将电报线安装在地下；但当时的电线都是裸线，没有绝缘包装，不能直接与
地接触，所以生产绝缘电线成了众多科学家研究的课题。当时，欧美的许多
科学家都从不同的角度进行研制和实验，最著名的要数雅可比在俄国用树
脂、玻璃管和橡胶作为绝缘材料生产的电线，但效果都不是太好，尤其是不
能持久。因此，寻找一种充分耐久的绝缘材料成了科学家们梦寐以求的事。
真是天助人愿。1846年下半年，威廉从伦敦给西门子寄来一种在英国市
场上新出的被称为马来树胶的东西，威廉认为这种东西很罕见，特地寄给长
兄“开开眼界”。马来树胶在加热时可以随意变形，变冷以后，可以充当良
好的绝缘材料。西门子被它的这一特性激发出了灵感。他用加热的树胶把铜
线包裹起来，等树胶冷却以后，他发现它有良好的绝缘性能，且铜线仍可弯
曲。西门子欣喜异常，马上建议电信委员会做大规模的绝缘电线的试验。
最初的试验并不理想。电信委员会生产的绝缘导线是用滚筒将马来树胶
碾压在铜线上，但试验结果显示，用这种方法生产的导线的接缝过一段时间
就会开裂。于是，西门子设计了一种螺旋压铸机，把铜线穿过加热的马来树
胶，施以高压，这样包裹在铜线上的马来树胶便没有接缝了。哈尔斯克按照
西门子的设计制作了一台螺旋压铸机的样机，由这台机器生产的绝缘导线不
仅有良好的绝缘性能，而且它的绝缘性能长期不变。1847年夏天，电信委员
会用螺旋压铸机生产的导线铺设了一条较长的地下电报线进行试验，取得了
令人满意的效果。就这样，困扰人们的地下线路的绝缘问题便被西门子顺利
解决了，这是人类电气通讯史上的一次革命。事实上，这种绝缘导线不仅可
以用作陆地上的地下线路，而且可以作为海底电缆使用。普鲁士电信委员会
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作出决定，计划把西门子研制发明的电报机和绝缘电线作为普鲁士最初建造
的电报网络的技术基础。
在电报事业上的一系列重大贡献，使西门子名声鹊起。普鲁士王室把他
接去为王室成员作了一次关于电报的讲演，皇帝、皇后及王储等都亲自聆听。
这表明，柏林的上层社会已对西门子的工作和电报的前景表现出了极大的兴
趣。在演讲中，西门子提出，电报的作用不应当只局限于军队和军事上，如
果让民众也使用电报，那么电报在未来将有更重要的意义。
发展民用电报事业的构想，引起了上层社会的赞赏，但在军队中遭到抵
制。西门子认定这是一个大有前途的事业，为了在这前景广阔的事业中捷足
先登，他决定建立自己的公司。于是，他劝哈尔斯克将原来从事的业务转交
别人，两人建立一个新的企业，生产电报设备，他在退役后也加入该企业工
作。哈尔斯克对西门子的建议完全赞同。接下来的事情便是借资金、租厂房，
在不声不响中，西门子—哈尔斯克公司于1847年10月12日开张营业了。最
初，该公司只有3名工人，生产西门子设计的已获普鲁士专利的电报机及信
号装置和医用电感应器等。
西门子一方面关心着西门子—哈尔斯克公司的技术进步，一方面积极推
动电信委员会事业的发展。他发明的电报机和绝缘电线在实际应用中受到了
高度赞扬。在他的提议下，电信委员会准备铺设更多更长的电报线。
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六、军人与发明家 （四）
在西门子专心致志地研究电报机械及器材的时候，欧洲大陆上正酝酿着
一场轰轰烈烈的政治运动。
1848年，法国爆发了“二月革命”，推翻了奥尔良王朝，建立了共和国。
法国的革命风暴很快蔓延到德国，在柏林等地也出现了政治运动。普鲁士的
政治运动以国王的让步而平息下来，但柏林的整个政府机构却陷入了短时的
瘫痪。西门子因电信委员会停止了工作也进入了无所事事的状态。
与此同时，丹麦统治下的德意志公国石勒苏益格—荷尔斯太因地区的德
国人发动了反对丹麦统治的起义，并取得了成功。为了重新占领这一地区，
丹麦准备派遣海军炮轰起义中心城市基尔港。尖锐的民族矛盾使德意志人民
团结了起来，决心共同抵御外族的入侵。这时，西门子的姐姐玛蒂尔德正和
姐夫一起住在基尔市，西门子认为自己更有责任为保卫基尔而战。
作为工程技术学家和发明家的西门子自然不会只想着拼死保卫基尔，他
已为遏制敌人想出了一种新式武器——水雷。他认为，利用马来树胶制成的
绝缘导线，可以在岸上用电流在准确的时刻起爆水雷，从而摧毁敌舰，保卫
海港。他把自己的设计方案转交给基尔的临时政府，结果很快便被采纳。当
普鲁士对丹麦宣战后，西门子作为普鲁士军人第一个来到了基尔。他指挥当
地人用涂了沥青的密封酒桶装满炸药，然后安装上起爆装置，用锚将其固定
在通往港口的水道上，悬浮在水面下20英尺深的海水中。起爆线则控制在岸
上的两处隐蔽的地方。为了占领有利地形，西门子又组织民团和农民义勇军
攻占了丹麦人把守的一处要塞，并将一个用酒桶改装的水雷当作地雷埋在要
但是，基尔保卫战并未打起来。要塞门口的地雷被偶然引爆，其威力之
大几乎将整个要塞的建筑全部摧毁。丹麦人一看德国人的武器如此厉害，便
没敢发动进攻。最后，两国以谈判的形式解决了这一争端。西门子发明的水
雷只起了一种威慑作用，但在以后的海战中，水雷却成为常用的武器。
西门子因保卫基尔有功曾受到嘉奖，并曾被委任为要塞司令。但这项工
作显然不是他的兴趣所在，不久，他又返回了柏林，出任商业部下属的普鲁
士国家电报局技术主任，继续研究电报技术。
西门子面临的第一项重要任务，就是铺设从柏林到法兰克福的电报线
路。这条线路本来是西门子向过去的电信委员会提出的，但由于革命风暴及
战争的影响没有付诸实践，现在由于德国国民议会要在法兰克福召开，因此
这条线路就显得非常急迫了。这条线路完全采用地下铺设，并且是一条不仅
在德国、而且在当时的欧洲都是最长的线路，因此铺设过程中的困难是可想
而知的。但西门子以罕见的才能解决了许多难题，如寻找和排除漏电、电报
机与电线电阻不同，大气层中的电干扰、导线中的静电充电现象等，在哈尔
斯克的协助下，如期完成了任务。
由于柏林到法兰克福线路的成功，普鲁士政府决定立即修建伯林到科隆
以及通往边境的几个城市的电报线路，并希望仍由西门子负责。西门子接受
了这一任务，并把他的朋友威廉·迈尔调来协助自己工作。这条线路的铺设
过程中，西门子成功地解决了电线通过河流的难题。由于柏林到科隆的线路
要通过易北河和莱茵河，而这两条河上船只来往频繁，船的拖锚很可能会拉
断电报线。西门子根据河流的情况采取了不同的对策。在铺设通过易北河及
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其他一些小河的线路时，他用铁丝包裹导线；铺设通过莱茵河的线路时，为
了抵御大船的拖锚，他用熟铁制成一节一节的管子套在电线上，同时用一条
坚固的重型船锚锚链加固，结果河流下的线路历经多年而质量仍佳——这种
方法在今天看来也许是笨拙的、原始的，但在当时却具有首创意义。
在铺设这条线路时发生过一件小事，由于它对后世的影响很大，因此也
值得一提，就算是西门子人生中的一个花絮吧。有一天，西门子结识了一位
姓路透的企业家，他原本是经营科隆和布鲁塞尔之间的信鸽邮局业务的，但
由于电报的兴起而生意清淡起来，因此对西门子大诉其苦。西门子很同情他，
建议他到伦敦去，在那里建立一个电报通讯社，因为这是一个方兴未艾的事
业，将大有前途。路透先生听从了西门子的建议，于1851年在伦敦建立了路
透通讯社即路透社。这个通讯社不仅是世界上历史最悠久的通讯社之一，而
且是当今世界上最大的通讯社之一。当人们每天收听收看路透社消息时，谁
会想到维尔纳·西门子与它之间的这段渊缘呢？
西门子本来是作为军人被商业部抽调过去协助铺设电报线路的，现在铺
设任务告一段落，他将面临新的人生选择，或者继续服役，或者退役转入国
营电报局，这两种选择都会让他生活得安逸舒适。但为了经营自己的公司及
从事心爱的科学与技术研究，他决定放弃一切公职。1849年6月，西门子提
出退役，不久又辞去了普鲁士国家电报局技术主任的职务，由威廉·迈尔接
任。从此，西门子结束了长达14年的军旅生涯。
我们之所以用较长的篇幅描写他军人与发明家的经历，是因为这是他伟
大事业的奠基时期，正如他自己所评价的：“它开启了我的生活前程，给了
我由于成功而带来的追求更高生活目标的自信心。”
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七、电报大王
退役后，西门子沉浸在西门子—哈尔斯克公司创造性的工作之中，既为
公司做设计工作，又参加公司承建的铁路电报线工作，同时还挤出时间总结
自己关于电报线路和电报机的经验。1850年4月，他的题为《关于电报的记
录》的论文由其朋友杜布瓦·雷蒙送交巴黎科学院讨论审查，并获得好评。
巴黎科学院是世界一流的科学机构，它的肯定和好评，对西门子是一个巨大
的鼓舞。接着，他和哈尔斯克一起，进行了一系列卓有成效的改造电报机的
工作。
19世纪中叶，电报机已进入实际应用阶段，许多在研制阶段没有发现的
问题都逐渐暴露出来，科技人员们为了解决这些问题想出了各种办法，因此
电报机的发展速度非常快。1847年，莫尔斯电报机被介绍到德国。这种机器
具有简单、易操作、拍发速度快等特点，很快便对指针式电报机和旧式印刷
电报机形成威胁。针对这一形势，西门子和哈尔斯克研究和分析了莫尔斯电
报机的优缺点，决定尽量从机械方面予以改良，生产出更先进的机器。他们
为电报机增加了自己调整速度的良好的行走机件、可靠发挥作用的磁针系
统、可靠的接触开关及经改良的继电器和完善的转电系统。在新的转电系统
中，他们采用了一个新的装置，通过它，所有在一个电报机电路中流通的电
流，可自动地传送到一个与其相邻的装有自己电池的电路中。这样，虽然全
线分为若干相分离的电路，但是没有中间电报局电报员的协助，两个终端电
报局仍可以通报。这一改进又使他们的公司处于技术领先地位。
西门子并不满足于已有的成绩。不久，他又为他们的自动电报系统设计
制作了一种快速打字机。在这一系统上，电报通过三键打孔机的传送，将莫
尔斯电码打在一张纸带上，按第一个键在纸带上打出一个圆孔，按第二个键
就打出一个双孔，按第三个键就可得到分开两个字所需的距离。用这种方法
将电报在纸上打成孔，将这条纸带放在快速记录器中，借助于一个行走机构
就会以转轮和接触弹簧或毛刷中间通过了。在接收机中，那些单孔变成了一
个点，双孔成了一画。这一改进，使电报机的拍发速度大为加快。莫尔斯电
报机一般能每分钟拍发40个字，而新型的西门子电报机每分钟能拍发400
个字，速度增加了10倍。
在成功面前，西门子并没有停止前进，不久他又设计了一个极简单而又
运行可靠的磁电指针电报机。这种电报机的产生源于他发明的双T形电枢或
称工字电枢。西门子—哈尔斯克公司一开始便从事铁路信号装置的研制。当
时虽然已出现了音响信号装置，但由于火车站启动音响装置的电池难以保持
良好的工作状态，结果使得信号装置不够理想。于是，西门子设计了一个磁
感应器来取代电池。这种磁感应器用一个铁质圆筒做成旋转式电枢，圆筒上
刻有深深的相互对应的长形凹槽，里面放置缠绕的铜丝，环绕着旋转圆筒的
末端中空的磁钢，可以沿着圆筒分开安装，因此可以发出一种较强的磁作用，
并且不会有较大的抵消，从而可以很好地启动铁路信号装置。由于旋转电枢
的横断面凹槽呈双T形或工字形，因此被称为双T形电枢或工字电枢。在此
基础上，西门子设计了磁电指针电报机。这种电报机用一个带齿轮变速的曲
柄迅速旋转圆筒感应器，每旋转半圈，导线中的正负电流就转换一次，于是
每一次转换就使接收机上的指针向前走一个用号码编成的字。将曲柄按顺序
放到要拍发出去的字母上，就可以使接收台以同样的顺序将字母显现出来。
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接收机上的电磁铁是一个围绕轴心旋转的有磁极的铁桶，在两个强有力的蹄
形磁钢的磁极间振动。每当正电流或负电流通过电磁铁的固定线圈时，两个
磁铁就分别吸引那个旋转的电枢，由此使接收机的磁针移动。这种快速可靠
的磁电指针电报机被人们使用了好多年，尤其在铁路上倍受青睐。
通过磁电指针电报机，西门子发现，利用有极化作用的继电器，可借短
暂的感应电流拍出莫尔斯电码。一种方向的电流在纸带上写出一笔，而另一
种方向的电流则使这一笔停止。笔画的长短与电流持续的时间无关，而取决
于相继而来的短促电流转换方向的间隙的长短。按照这个原理，西门子又设
计了新颖的电报机，如感应记录电报机等。感应记录电报机运转时所需短促
交流电产生于一块封闭的电磁铁；电磁铁上装有两个不同的线圈，其中一个
线圈通过普通方法产生拍发莫尔斯电报所需的电流，另一个线圈则产生短促
有力的交流电，使得接收方的电报机上产生所要求的莫尔斯电码。西门子曾
用这种电报机装备过一条电报线路，结果表明它可以向很远的地方快速发
报。
在向远方拍发电报时，为了在导线末端推动必要的机械运动，就需要有
十分强大的感应电流，当时通常所用的伏打电池或达尼艾尔电池却无法满足
这一要求。要想使接收站收到清晰的脉冲，就需要加大电池或进行重大改装，
这样一来就会使成本增加很多，而且改装起来也很复杂。这是用感应记录电
报机进行远距离发报所面临的重大难题。于是，西门子便想设计一种使发报
机将电压较低的直流电经过感应而变为恒定的高压直流电的电枢。他的这一
设想在1854年变为了现实，他设计的盘式机最早解决了用感应法产生恒定直
流电的问题。
盘式机主要由许多排列为一个圆圈的电磁铁组成，电磁铁装有双层线
圈，电磁铁的上部是一个状如盘子的锥形铁板。双层线圈的里层线圈通过适
当的装接使盘子旋转，外层线圈与一封闭电路相连。旋转的盘子在线圈中产
生一种方向的电流，在同时切断电源的磁铁中产生了一种相反方向的电流，
两种感应电流保持平衡，并通过一个导体，使两种相反方向的电流容纳到一
起，将其合并为一个连续的电流。这就可以得到恒定的直流电了。
西门子的发明创造，总是在他电报事业快速发展的需求下进行的；而这
些发明创造，反过来又使他的事业以更快的速度发展。
自从为普鲁士政府铺设了质量优良的电报线路以后，西门子及其公司的
名声远播，引起了欧洲各国的注意。1852年，西门子—哈尔斯克公司承建了
一条从彼得堡到奥拉宁鲍姆的俄国地下电报线，这使他们的业务开始在俄国
发展。第二年，他们又为俄国完成了一条海底电缆，并负责维修业务。这是
世界上第一条长期可用的海底电报线。实践证明，西门子发明的用铁丝包裹
马来树胶导线的方法是很适合海底电缆的创举。1854年春天，俄国和土耳其
之间发生战争，史称克里米亚战争。为了尽早得到前线的消息，俄国政府决
定要建一条通往克里米亚的长距离电报线，这一业务犹如一项命令硬派给了
西门子—哈尔斯克公司，但是他们凭出色的技术力量按时保质保量的完成
了，并且承担了维修线路的工作。
随着业务的扩大，西门子—哈尔斯克公司还吸收了很多优秀的人才，如
威廉·迈尔作为总工程师加盟该公司，在线路铺设工程中发挥了出众的组织
才能；西门子的五弟卡尔·西门子也加入了兄长的事业，事实上在俄国的电
报业务大多是在他的领导下进行的。1855年，在卡尔的领导下，西门子—哈
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尔斯克公司在彼得堡建立了分公司。
西门子的事业在英国也迅速发展。最初，威廉·西门子在英国设立了一
个西门子—哈尔斯克公司伦敦代表处，专门宣传和推广该公司的产品。1858
年，代表处在威廉的领导下改为英国分公司，并承接了很多业务。当时，英
国的电信事业发展很快，水平也是世界一流的，因此和西门子公司之间的竞
争很激烈。由于没有专利法的保护，西门子的很多发明成果往往被英国人无
偿利用，但西门子以其天才的创举总是使其技术处于领先位置，因此他常被
英国的公司聘为技术顾问，参与电报线路尤其是海底电缆的铺设。1865年，
哈尔斯克退出公司在英国的业务后，英国分公司以“西门子兄弟”的名义重
组，该公司在英国取得了辉煌的成就，为推动英国电气工业的发展做出了很
大贡献。1867年，哈尔斯克完全退出了西门子—哈尔斯克公司，但该公司的
业务继续向前发展，西门子兄弟用了三年的时间，铺设了一条由伦敦经普鲁
士、俄国和波斯直达印度的电报线，又称为印欧线路。这是西门子天才的一
次集中体现，也是他在电报线路建设方面的巅峰。在当时的条件下，建设这
样一条线路是工程技术上的一大创举，采用了一系列新的技术措施。
1874年，按照西门子的想法，威廉·西门子设计了一条电缆铺设船“法
拉第号”。在卡尔·西门子领导下，西门子兄弟公司利用“法拉第号”铺设
了从爱尔兰直达美国的第一条海底电缆，以后又铺设了五条欧美电缆，西门
子作为电报大王的地位更加巩固。
另外，西门子还创立了确定地下导线绝缘体的毛病及其状况的方法、测
量手段和公式，以及检测海底电报线路导线状况的原理及确定故障的方法。
一次在为英国的一家公司铺设海底电缆作技术顾问时，西门子根据自己创立
的方法，准确地判定离岸3海里处的导线出了故障。
尽管随着无线电报的出现，今天，我们几乎已不能在现实生活中找到西
门子在有线电报方面的成就；然而，作为伟大的发明家，西门子在电讯事业
中的贡献无疑是功勋卓著、永载史册的。
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八、发明巨匠
西门子的发明创造活动并不只限于有线电报方面，其实他在其他方面的
发明也同样丰富和伟大，如前文所述的水雷等。由于篇幅所限，我们不可能
将他的所有发明创造都一一介绍，仅将其荦荦大端作简单的罗列。
电磁感应现象是英国伟大的物理学家法拉第在19世纪30年代最先发现
的，这是人类文明的一个新阶段的前奏。在观察到电能生磁的现象后，法拉
第根据自然界中相互对应的规律，认为磁也肯定能产生电，但是如何才能得
到有利用价值的电流他却没有研究，或者说这不是他的研究范畴。这一功劳
归于具有工程技术天才的维尔纳·西门子。
1866年秋季，西门子在其研究工作中产生了一个新奇的想法，即是否能
不用额外电流而使感应电流得到增强。为此，他进行了深入的研究。他清楚，
一台电磁机的工作效率在通过它的线圈所产生的逆流电流时会被大大地削
弱，因为这种逆电流显著地减少了有效力的蓄电池的能量；反过来，当这台
电磁机被外力朝相反的方向用力旋转时，蓄电池的能量就会得到增强，因为
通过反转运动同时使感应电流的方向也转起来。由此，西门子创立了发电机
的原理，即：在一台安装合适的电磁机的固定磁铁上一直要保有充分的磁性，
通过这种磁性产生的电流逐渐加强，在反转运动中能够创造出强大的电流。
我们可以发现，西门子所阐述的发电机原理在他1854年发明的盘式机中已经
体现出来，可惜的是他没能在当时产生发电机的构想。不久，西门子的题为
《论不使用永磁铁将动力转换为电流》的论文由他昔日的老师马格努斯教授
呈交给了柏林的自然科学院。在论文中，西门子将其发明的机器称为“直流
发电机器”，并强调，现在科技界已经可以通过劳动力产生所需要的电压和
电流强度，这对于其他部门都具有同样重要的意义。
确实如西门子所说，发电机的发明确实产生了极大影响。它改变了人类
过去所依赖的动力，成为新兴工业部门的基础，并使几乎所有科技领域都活
跃了起来，使人类生活进入了一个新的时代。此后，发电机又得到了很大改
进，并得到了广泛应用。
西门子还曾发明了酒精定量器。它能够不断地记录下从里面流过的酒类
中的绝对酒精的含量。它记录下的在常温下还原的酒精成分与经过精密科学
仪器检验的数据一样准确。这种酒精定量器成为欧洲许多国家征收酒精生产
税的专用工具，受到极大欢迎。
另外，西门子还发明了气压传送装置、将氧气变为臭氧的西门子臭氧管、
电气距离测量器、无人操纵的电气船舵、电气点火装置等，他改进了贝尔电
话机并发明了用于声音传播的电动力学系统，他的公司还发明和设计了有轨
电车、高架铁路、电梯等。
1881年，在巴黎国际电气博览会上，西门子和爱迪生相会了。这两个除
了具有发明天才这一共同点外，还有一点也相同，即因外力造成的听力低下
——不知道这种生理缺陷对他们的发明创造产生了什么影响。
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九、科学精英
正如维尔纳·西门子所说的那样，自然科学的研究原本是他最初的、年
轻时的爱好，这一爱好贯穿了他的一生。学生时代，他曾在数学、物理、化
学等自然科学上花费了很大心血，并立志要取得成就，他也确实做到了这点。
但是，由于家庭贫困，他需要养家糊口并照顾弟弟妹妹，必须要努力把自然
科学研究中所获得的成果变为实际生活中有用的东西，因而在工程技术方面
取得了优异的成就，以致于把他在科学研究方面的成就都掩盖住了。其实，
以他的科学研究方面的成就而论，他完全可以毫无愧色地立身于优秀科学家
的行列。现把他在这方面的成就作一简单的描述。
西门子在1850年曾提出了在地下线路中的静电充电问题，但是这一现象
最初在物理学界没有人真正相信。当时，法拉第已提出了静电分配理论，即：
静电分配并不直接靠电的远距离作用，而是靠一种电介质由分子到分子推进
的分配作用。但这一理论也没有得到大多数欧洲大陆的物理学家们的承认，
他们认为这种在两条导线间存在的物质对充电大小的实际影响取决于或多或
少进入绝缘体的电以及因此在两导线间距离缩小而受了影响的两导线的实际
电量。对于上述不同的解释，西门子决定先完全抛开，用实验得出自己的结
论。通过实际研究，西门子完全证实了法拉第的理论，并得出了在导体中热
和电的运动规律同样适用于静电感应。借助法拉第的理论，西门子得到了关
于物理表面电气密度的泊松定律，并以实验证明，在各种情况下法拉第的理
论都足以解释这种现象。当时，西门子在许多方面继续发展了这种理论，并
解决了在这之前用其他方法一直没能解决的问题。例如，计算一种由许多容
量不同、前后相连的莱顿瓶组成的蓄电池的容量。1857年春，他把自己的科
学研究成果以“莱顿瓶电线中电流的静电感应和延迟”为题发表在《波根多
夫年鉴》上。可惜的是，在不久之前，英国的威廉·汤姆生和马克斯韦已经
发表了这一成果，虽然西门子的实验方法更为简单，但成果的优先权却不属
于他了。
西门子在科学研究上的另一个重大贡献是确定电阻单位。在 19世纪中
叶，电气测量方面还没有形成固定的、统一的单位；虽然法国物理学家威廉·韦
伯和高斯从理论上制定了磁与电的绝对单位，而且把精确测量的方法和因此
必需的仪器都制作得异常完美，但仍然缺少实际表示绝对单位的人人均可使
用的度量标准，因此每个物理学家往往为其实验制做一个自己的电阻计，这
样虽不影响实验结果，但相互间的结果却不能比较。因此，制定一个统一的
电阻单位就显得极为重要和迫切。最初，雅可比教授曾建议用他实验用过的
一段铜丝作电阻单位，西门子也曾用钢丝作电阻单位，但这只能是应急措施，
作为统一的单位却行不通，因为电阻没有像固体的体积和质量那样可以量度
的性质。因此西门子决定，用汞作为电阻计量的基础，因为汞在常温下为液
态，易于再现，且它的阻力不因分子的变化而变动，受气温的影响比其他金
属要小得多。1860年，他的论文《可再现的电阻计之建议》发表在《波根多
夫年鉴》上，建议以截面为1平方毫米、长1米的汞柱在0℃时的电阻作为
电阻单位。1868年，西门子电阻单位在维也纳国际电信会议上得到确认；但
英国的物理学家们不接受这一单位，仍然采用绝对单位厘米/克/秒制。1882
年，法国政府在巴黎召集了一次国际会议，以便确定一个都能接受的国际电
气测量单位，西门子作为德国代表之一出席了这次会议。会议原则上同意将
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英国采用的绝对单位作为电阻单位。但由于绝对电阻单位经试验不够精确，
于是决定以西门子所建议的汞柱单位为基础，并且建议各国学者把厘米/克/
秒单位与西门子单位的比例再次进行试验，结果一致得出两者平均比例为
1.06∶1。于是，在1884年举行的结束会议上，各国学者一致同意将长106
厘米、横截面为1平方毫米的汞柱在0℃时的电阻确定为国际法定的电阻单
位，命名为欧姆。西门子最初确定的电阻电位虽然被废除了，但他在这一事
业中的贡献显然已得到了肯定。后来，人们为了纪念他，将他的姓氏作为导
电率单位保留在了物理学中，规定当导体电阻为1欧姆时，其导电率为1西
门子，简写为1s。
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十、赢得生前身后名
维尔纳·西门子以其在电气科学方面的卓越贡献而名垂科学史册，他将
随着“西门子”这一物理学单位而不朽。但在生前，他凭着在工程技术学、
科学研究及行政、法律、商业等方面的出色成就曾获得过更多的奖赏和名誉。
1855年，西门子被选举为柏林商会元老会的成员，这是对他经营西门子
—哈尔斯克公司的肯定和赞扬；
1860年，在柏林大学50周年校庆之际，西门子被授予名誉哲学博士学
位，这是对他在科学方面成就的承认；
1862年到1866年，西门子当选为普鲁士地方议员；
1867年，西门子荣获法国十字勋章和普鲁士宝冠勋章，这是对他发明发
电机的奖赏；
1874年，西门子被聘为柏林皇家科学研究院正式研究员；
1876年，由帝国宰相俾斯麦提议，西门子被授予枢密参事的职位，这是
对他为普鲁士专利法所做贡献的奖赏；
1879年，西门子和国务秘书施特凡创建了电气技术协会，并任第一任会
长；他还是许多科学团体和技术团体的领导成员，多次被政府聘为科学和技
术问题方面的特殊顾问；
1886年，西门子被海得堡大学授予名誉医学博士学位；
1888年，西门子被皇帝腓特烈三世册封为普鲁士贵族，从此他的名字成
为恩斯特·维尔纳·冯·西门子。
……
晚年的西门子将公司的业务交给了他的两个儿子管理，他则进行一些科
学研究，及撰写回忆录。他在表述自己面临死亡的遗憾时说：“假如我临终
时还要对什么事情表示悲哀的话，那么我难过的就是我不得不与我的亲人们
告别，以及没有机会再为自然科学时代的全面发展而继续工作了。”
1892年12月6日，在离他的73岁生日还差几天时，恩斯特·维尔纳·冯·西
门子，这位集科学家、发明家与企业家于一身的伟大人物，离开了人世。他
在遗嘱中把一笔可观的巨款，作为促进自然科学研究的经费。
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