德國發明家、企業家，西門子公司創始人。生於漢諾瓦一個農民家庭，在家中14個孩子中排行第四。因為家境貧困，西門子在念完中學後參軍。西門子在服役期間對電報技術產生了很大興趣，並發明了在十九世紀間流行一時的指南針式電報機。後來西門子因為和他人決鬥被判5年徒刑。在監獄中西門子建設了一個小型的電子實驗室，進行了一些電學方面的研究。
基本介紹
- 姓名：恩斯特·維爾納·馮·西門子
- 國籍：德國
- 出生地：漢諾瓦
- 職業：企業家
簡介,貧家少年,曲線求學,軍人與發明家,電報大王,發明巨匠,科學精英,
簡介
維爾納·西門子以其在電氣科學方面的卓越貢獻而名垂科學史冊，他將隨著“西門子”這一物理學單位而不朽。但在生前，他憑著在工程技術學、 科學研究及行政、法律、商業等方面的出色成就曾獲得過更多的獎賞和名譽。
1855 年，西門子被選舉為柏林商會元老會的成員，這是對他經營西門子—哈爾斯克公司的肯定和讚揚；
1860 年，在柏林大學 50 周年校慶之際，西門子被授予名譽哲學博士學位，這是對他在科學方面成就的承認；
1862 年到 1866 年，西門子當選為普魯士地方議員；
1867 年，西門子榮獲法國十字勳章和普魯士寶冠勳章，這是對他發明發電機的獎賞；
1874 年，西門子被聘為柏林皇家科學研究院正式研究員；
1876 年，由帝國宰相俾斯麥提議，西門子被授予樞密參事的職位，這是 對他為普魯士專利法所做貢獻的獎賞；
1879 年，西門子和國務秘書施特凡創建了電氣技術協會，並任第一任會 長；他還是許多科學團體和技術團體的領導成員，多次被政府聘為科學和技術問題方面的特殊顧問；
1886 年，西門子被海得堡大學授予名譽醫學博士學位；
1888 年，西門子被皇帝腓特烈三世冊封為普魯士貴族，從此他的名字成為恩斯特·維爾納·馮·西門子。
晚年的西門子將公司的業務交給了他的兩個兒子管理，他則進行一些科學研究，及撰寫回憶錄。他在表述自己面臨死亡的遺憾時說：“假如我臨終時還要對什麼事情表示悲哀的話，那么我難過的就是我不得不與我的親人們 告別，以及沒有機會再為自然科學時代的全面發展而繼續工作了。”
1892 年12月6日，在離他的73歲生日還差幾天時，恩斯特·維爾納·馮·西門子，這位集科學家、發明家與企業家於一身的偉大人物，離開了人世。他在遺囑中把一筆可觀的巨款，作為促進自然科學研究的經費。
貧家少年
人的一生會經歷許許多多大大小小的事情，有些本應該牢記的大事可能如過眼煙雲，並不會在記憶中留下太深的印象；而有些看似平常的小事或細節，卻可能刻骨銘心，並且歷久彌堅。當維爾納·馮·西門子先生晚年回憶自己一生的經歷時，他首先想起了自己與一隻鵝之間展開的一場“戰鬥”。那時，西門子約5 歲左右，正是在家中照看弟弟妹妹或四處撒野的年齡。 每個人在童年時期大概都有招貓鬥狗的“戰績”，長大後可能都忘記了或羞於提起，但西門子卻認為他與鵝的“戰鬥”是他一生中的一個重要事件，對他的性格和氣質產生了持久的積極的影響。他深情地回憶說：“在以後我 遇到人生逆境的時候，對公鵝的勝利總是不知不覺地激勵著我，不是逃避艱險，而是勇敢地和它鬥爭。”
西門子全名恩斯特·維爾納·西門子，1816 年12 月13 日出生於漢諾瓦附近倫特莊園的奧伯古特農莊。他的父親克里斯蒂安·斐迪南·西門子是一 位受過高等教育的德國人，年輕時投身於政治運動，曾為爭取德國的統一與 法國皇帝拿破崙一世的部隊戰鬥過。鬥爭失敗後，他向一個領主租借了漢諾瓦附近的倫特莊園，當上了農民，並和愛莉諾勒·戴西曼小姐結了婚，從此開始了新的生活。西門子夫婦兢兢業業，吃苦耐勞，但他們的辛勤勞作並未 得到應有的報償，生活並不富裕。農業生產雖未豐收，人口生產卻“碩果纍纍”。他們一生共有過 12 個孩子，其中 3 個夭折，9 個長大成人。維爾納除了有一個姐姐，還有過一個哥哥，但哥哥出生不到兩個月便死去了，因此， 他是這個家庭實際上的長子。19 世紀的歐洲大陸戰亂頻頻，兵燹相連。那時德國尚未統一，是一個由許多邦國組成的德意志邦聯，其中包括丹麥、普魯士、奧地利的一部分領土。
雖然生活並不富裕，但斐迪南·西門子並沒放鬆對兒女的教育。孩子們的啟蒙老師是他們的外祖母，她教維爾納兄弟姐妹讀書寫字，並要他們背誦許多詩詞，以此鍛鍊他們的記憶力。後來斐迪南·西門子又親自向兒女們傳 授知識。他原想讓兒女們去接受正規的學校教育，但由於學校離家太遠，孩子們又太小，於是他便於1829 年春聘請了一位家庭教師。家庭教師是一位年輕的神學院大學生，他懂得孩子們的心理，善於調動他們的積極性和責任感， 因此也很受孩子們的愛戴。在他的啟發教育下，維爾納及其兄弟姐妹感受到了學習的極大樂趣，因此他們不再需要人去督促，而是自覺地學習，有時，他們讀書到很晚，大人不得不出來制止，以免勞累過度。這種自由快活、順其天性的好時光持續了不到一年，那位家庭教師便因病去世了。不久，父親又為孩子們聘來一位年邁的家庭教師。這位老教師為孩子們制定了許多規矩，要求他們認真做事，舉止文明。但這位老教師體弱多病，在西門子家待了兩年也病故。
孩子們漸漸長大，父親決定把維爾納和漢斯兄弟倆送入呂貝克市的卡特琳學校學習。1832 年，維爾納兄弟倆經過考試，插班分別進入了該校五年級和四年級。卡特琳學校是一所文科中學，主要課程是學習古代語言。維爾納對學習古典作家的作品很感興趣，但對學習語法卻很厭煩。另外，他對自然科學很感興趣，曾長期自學數學。但卡特琳學校的數學課很少，且內容很淺，維爾納學這門課時都是插入較高年級聽課，即使這樣，他強烈的求知慾望也很難得到滿足。
窮人的孩子早當家。儘管中學還未畢業，維爾納已開始思考怎樣為父母分憂解難了。他決定轉學建築專業，因為這是當時唯一的技術專業。為了能考入柏林建築學院，將來做一名建築工程師，他請人為他講授數學和大地測 量等課程。正當他為實現理想勤奮努力時，他了解到進入建築學校學習費用常昂貴，這無疑會給父母增加很大負擔。維爾納為此愁腸百結，但教他大地測量的老師給他出了一個好主意。這位老師曾在普魯士炮兵部隊服過役， 了解普魯士的情況。他勸維爾納設法進入普魯士王國的工兵部隊，然後便可進入炮兵工程學校，因為在那裡可以學到建築學院中同樣的科目，而且不需繳納學費，退役後照樣可以從事建築專業。真是絕路逢生。維爾納被曲線求學的主意鼓起了信心，他馬上把這一計畫告訴了他的父親。斐迪南·西門子對兒子的打算完全贊同，並且認為，德國目前分裂、混亂的狀況不可能持久下去，德意志統一的希望在普魯士。因 此，在這種時刻加入普魯士軍隊，無疑是一種明智的選擇。1834 年夏天，維爾納·西門子告別了卡特琳文科中學，告別了父母和兄弟姐妹，只身前往普魯士首都柏林。
曲線求學
那時的普魯士是一個純粹的軍事官吏國家，從軍是普通百姓獲得地位和財富的捷徑，因此也存在著激烈的競爭。西門子的從軍之路就是一波三折的， 其中甚至有一些戲劇色彩。 西門子到達柏林後，先找到了一位服役的遠親。這位遠親是名軍官，他熱情地接待了西門子，並帶他去拜訪了一位工兵團長。但團長對西門子先參加工兵，然後進入炮兵工程學校的計畫迎頭澆了一盆冷水，因為有許多候補 士官正等待著炮兵工程學校的徵召，他要想走這條路，至少要等上四五年。 因此，團長勸他加入普魯士炮兵隊，因為炮兵隊和候補士官可以進同一所學校，而且前程更好。於是，西門子的遠親又熱情地為他寫了一封給炮兵旅長 的推薦信。懷揣著推薦信，西門子又興沖沖地趕往炮兵旅所在地馬格德堡。 也許是因為推薦信的緣故，旅長接見了西門子，但同時告訴他要加入炮兵隊也不容易。因為已有14 位青年報名參加軍官考試，而最後只招收 4 名； 另外，他不是普魯士人，要加入普魯士軍隊需要得到國王的批准。不過在西門子的一再請求下，旅長作了讓步，同意他先參加考試，然後再等候國王的裁決。
考試主要考數學、歷史、德語及地理四門課。西門子的數學成績非常出眾，遠遠超過了其他人；歷史成績也不錯；德語考試分現代語言及古代語言兩部分，他的現代語言考試不理想，但古代語言考得不錯， 這樣一平均，語言考試也就過了關；但他的地理知識很欠缺，因此考得很差。最後是面試。真是好事多磨，西門子原本擔心地理考試會影響他的成績，誰知面試時他卻給地理主考官留下了很好的印象。這位主考官是一個博學多才而又性情古怪的人，他對考生提的一個問題是：“濤開爾在什麼地方？”考生們張口結舌，無言以對。最後輪到西門子回答時，他忽然想起母親治病時曾用過一種濤開爾酒，也被稱為匈牙利酒，於是他堅定地答道：“濤開爾在匈牙利，先生。”這一回答讓主考官感到滿意，一直緊繃的臉也隨之舒展開來。“答得對！”主考官說道，接著又將臉轉向其他考生：“我的先生們，難道你們不知道濤開爾酒嗎？”原來這位主考官是一位濤開爾酒的鑑賞家，他給西門子的地理考試判了最高分。這樣，西門子成為了這一批考生中成績最優秀的考生。
考試合格，但還不能加入軍隊，因為國王的命令還沒來到。西門子朝思暮想，企盼著國王同意的指令。終於普魯士國王的批覆姍姍而來，同意西門子作為外邦人加入普魯士軍隊。但西門子仍不能馬上入伍，因為他 還不滿 18 周歲，不到入伍的年齡，還需要再等十幾天。德國人辦事就是這樣嚴格認真。
1834 年12 月13 日，恩斯特·維爾納·西門子終於加入了普魯士軍隊，作為候補軍士進入在馬格德堡的普魯士第三炮兵團。新兵生活是緊張和艱苦的，為了達到合乎規範的要求，新兵們往往會受到軍訓教官粗野和生硬的對 待，這在當時的兵營中是常見的現象。普魯士軍隊以紀律嚴格著稱，為了使新入伍的年輕人能經受住戰爭的險惡環境的考驗，訓練的強度往往要達到人自身能力的極限。但這些事情對西門子來說並不是難事。他對訓練規章往往 能很快理解，高強度的訓練對這位農家子弟來說也能承受。因此，當六個月的訓練結束時，他已在新兵中成為出類拔萃的人物，順利地晉升為上等兵。
隨後他被派往騎兵炮兵隊接受射擊訓練，他在技術方面的天賦這時得到進一 步的顯示，許多技術問題，如射程、彈道等，他可以輕易地理解，而大多數人則經過多次解釋仍不知所以。1835 年秋天，一紙盼望已久的命令為他叩開 了通往成功的大門，把他多年的願望變成了現實：他被送往柏林炮兵工程學校，接受為期三年的軍官訓練。進入柏林炮兵工程學校，是西門子人生的一個重要的轉折點。在回顧一生的歷程時，他認為在柏林炮兵工程學校度過的三年，可以算作最幸福的時光。
創建炮兵工程學校的根本目的，就是為國家培養高素質的軍官，所以， 通過各級軍官考試是學生們最重要的任務。為此，西門子曾下過很大功夫。 他勤奮地學習課堂上講授的知識，對一些重要的公式或材料都背誦下來。這 樣，對付軍官考試他便遊刃有餘了。候補軍官考試、軍官考試及最後的炮兵軍官考試，他都以出色的成績通過。因此，當從炮兵工程學校畢業時，西門子已是一名合格的軍官了。在當時的普魯士乃至整個德意志，軍官擁有很高的地位，不但受到普通人的敬重，而且可以參加王室及上流社會的社交活動。 但西門子的收穫不止這些。在他看來，柏林炮兵工程學校無疑是一所知識的聖殿，他可以盡情地吸收有益的東西。他一直對自然科學感興趣，現在他有了便利的學習條件。炮兵工程學校聘有一批知識淵博、誨人不倦的學者和科學家，西門子的求知慾望得到了很大滿足。
在這些學者和科學家中，有很多是後來聞名於世的人物，如數學家歐姆、物理學家馬格努斯及化學家艾 爾德曼等等，他們的課程深深地吸引了西門子，為他展示了一個充滿了樂趣和前途的新天地。因此，西門子幾乎把一切空閒時間都用在了數學、物理學 及化學等自然科學的學習上，他在這些方面的知識已遠遠地超過了學校的要求，為他今後的事業奠定了基礎。西門子的聰明和其刻苦鑽研的學習精神，給他的老師們留下了深刻的印象，在他們師生之間建立起了牢固的友誼。1838 年，西門子從柏林炮兵工程學校畢業，分到了馬格德堡炮兵隊，被授予炮兵少尉軍銜。這一年，他21 歲。
軍人與發明家
柏林確實是西門子的“風水寶地”，過去他曾在這裡獲得了豐富的知識，現在他開始可以利用已有的知識和才能發展自己的事業了。由於出生在一個子女眾多的大家庭中，西門子一直認為自己作為長兄有義務照顧年幼的弟弟妹妹；父母去世後，這種感覺更突出。到柏林後，他很快與一家鋅白銅廠訂立了一個契約，用他的專利在廠中建了一個鍍金鍍銀部，雙方共分紅利。這是德國出現的第一家電鍍工廠，也是西門子最早參與的企業經營活動。 西門子以其富有成效的電鍍發明被吸收進了柏林綜合技術協會。這是一個主要由工程技術人員和工商業者組成的社會團體，經常就一些實際技術問題進行學術探討。在一系列的學術活動中，西門子的工程技術知識得到了進一步的補充和擴展，這對他的自然科學研究是非常有益的。那時在普魯士，科學研究和工程技術研究之間還存在著一條不可逾越的鴻溝。從事理論科學研究的科學家享有很高的社會地位和聲望，被尊奉為高貴的腦力勞動者，成 績卓著的還會被王室冊封為貴族；而從事工程科學研究的科學家則沒有那么幸運，他們和普通的體力勞動者、商人沒有多大區別，並不會受到人們的特別尊重，至少表面上是這樣。但通過參加柏林綜合技術協會的活動，西門子深刻地認識到，理論科學研究和工程技術研究不應該截然分開。雖然兩者有很大不同，如工程技術研究不可能像科學研究那樣，可以由於某個重要人物的創造性思維而產生飛躍或突變，它需要許多人不懈地努力、探索和改進才能獲得發展；但兩者又是相輔相成的。
自然科學知識和科學研究方法能夠使工程技術科學釋放出強大的能量，因此在工程技術人員中傳播科學知識和科 學研究方法，是促進工程技術進步的有效途徑；同時，工程技術的發展又為科學成果的轉化提供了條件和前提，因為只有當工程技術自身深入發展到需 要科學發明並可以利用科學發明的時候，科學研究的成果才有價值和意義。正因為有了這種深刻的認識，西門子才會在以後的科學實踐中兼顧科學研究與工程技術研究，成為集科學家與發明家於一身的成功者。另外，在參加綜合技術協會的活動時，西門子結識了柏林工商界的一些人士，並常常應他們的請求解答一些疑問，由此他對當時的工業設備和工作方法有了詳細了解，對當時工業的成就和不足有了一個總的認識，這為他成為一名企業家提供了有利的條件。
西門子的弟弟威廉·西門子正在馬格德堡的一家機器製造廠當見習生。兄弟倆都對工程技術感興趣，因此常通信聯繫，交流各自的工作情況和新的發展。威廉當時接受了一個務，要為一部藉助風車或水車的轉動進行工作的蒸汽機設計一個調節器，以使風車或水車不停地全力工作，並讓蒸汽機的過剩能力全部發揮出來。威廉將自己的設計圖紙寄給了哥哥，但西門子認為不夠理想。他深入研究了這一機械過程，從而產生了差速調節器的構想。他向威廉建議用一個沉重的自由運動的圓擺來作為調節器。自由運動的圓擺產生完全等速的旋轉，由此帶動一個螺桿旋轉；螺桿上安裝一個可以移動的螺母，螺母可以在被調節的機器帶動下旋轉。當機器的運轉速度與圓擺 的旋轉速度相同時，螺母就停止不動；若機器與圓擺速度不同，螺母便會在螺桿上向右或向左移動，直至將兩者的速度調節到相同為止，這樣便可以完全調節機器的速度了。威廉按照西門子的設計原理製造了差速調節器，並作了很大改善，順利完成了任務。後來，西門子根據差速運動原理又製造了很多機械裝置。
1843 年，威廉·西門子帶著試探的心理去了英國，以期推廣西門子的發 明。英國工業的規模和水平吸引了他，英國社會的特點也讓他感到非常適應，因此，不久後他便在英國定居了。西門子的事業開始在德、英兩國發展。威 廉在英國的工作非常出色，他不僅將西門子的電鍍專利賣給了英國人，而且在英國取得了差速調節器的專利。
電鍍試驗的成功一直激勵著西門子，他決定擴大在這方面的試驗範圍。 在用硫酸鎳和硫酸銨做試驗時，他從這兩種鹽的溶液中獲得了很好的鎳沉澱，於是他成功地進行了電鍍鎳的試驗。西門子是一位具有工程技術的天才 和敏感性的科學家，電鍍鎳的試驗使他馬上想到這一成果或許會對印刷業有 很大價值。因為印刷用的雕刻銅版鍍上一層鎳後，筆畫的精細之處不會受到損害，而印刷的次數則可大大增加。為了利用這一成果，他和一家印刷工廠 簽訂了契約。接著，他又對印刷機械進行了研究。他把當時普遍採用的鋅版印刷機，改造成旋轉式快速印刷機，用圓筒式的可彎曲的鋅板取代過去的工作過程。在一位靈巧的鐘表匠萊昂哈特的協助下，他製造了一台樣機，並取 得了令人滿意的印刷效果，印刷速度大大提高。這時，威廉寄來一封信，將他在英國的一些見聞和發現告訴西門子。這本是他們兄弟間常有的事，但信中講到的一台名叫斯特林熱氣機的機器，引起了西門子的極大興趣。這台機器不是用蒸汽而是用加熱的空氣作為動力，並且它能把工作時沒有耗盡的熱量儲存起來下次工作時再使用。當時，科學 家們還未得出所有的自然力都具有一種因果聯繫的結論，也就是說還沒有發現和公布能量守恆與轉化定律，因此，西門子認為斯特林熱氣機的工作原理屬於未知的廣闊領域，並感覺到它有可能成為改革整個機械工程技術的基 礎。為此，西門子進行了深入的理論研究，寫了一篇題為的論文，發表在1845 年的一份科學雜誌上。這是西門子發表的第一篇科學論著，他在文中闡述了這種空氣發動機的原理，並且提供了一張 他認為可行的設計草圖。需要特別指出的是，西門子的理論已經完全建立在 能量守恆定律的基礎上，對機器中的熱循環和熱當量原理也作了清楚的相應的說明，而這些定律和原理是科學家們後來才揭示出來的。
電報大王
退役後，西門子沉浸在西門子—哈爾斯克公司創造性的工作之中，既為公司做設計工作，又參加公司承建的鐵路電報線工作，同時還擠出時間總結自己關於電報線路和電報機的經驗。1850 年4 月，他的題為的論文由其朋友杜布瓦·雷蒙送交巴黎科學院討論審查，並獲得好評。 巴黎科學院是世界一流的科學機構，它的肯定和好評，對西門子是一個巨大的鼓舞。接著，他和哈爾斯克一起，進行了一系列卓有成效的改造電報機的工作。 19 世紀中葉，電報機已進入實際套用階段，許多在研製階段沒有發現的 問題都逐漸暴露出來，科技人員們為了解決這些問題想出了各種辦法，因此 電報機的發展速度非常快。1847 年，莫爾斯電報機被介紹到德國。這種機器 具有簡單、易操作、拍發速度快等特點，很快便對指針式電報機和舊式印刷 電報機形成威脅。針對這一形勢，西門子和哈爾斯克研究和分析了莫爾斯電報機的優缺點，決定儘量從機械方面予以改良，生產出更先進的機器。他們 為電報機增加了自己調整速度的良好的行走機件、可靠發揮作用的磁針系統、可靠的接觸開關及經改良的繼電器和完善的轉電系統。在新的轉電系統中，他們採用了一個新的裝置，通過它，所有在一個電報機電路中流通的電 流，可自動地傳送到一個與其相鄰的裝有自己電池的電路中。這樣，雖然全線分為若干相分離的電路，但是沒有中間電報局電報員的協助，兩個終端電報局仍可以通報。這一改進又使他們的公司處於技術領先地位。
西門子並不滿足於已有的成績。他又為他們的自動電報系統設計製作了一種快速打字機。在這一系統上，電報通過三鍵打孔機的傳送，將莫爾斯電碼打在一張紙帶上，按第一個鍵在紙帶上打出一個圓孔，按第二個鍵就打出一個雙孔，按第三個鍵就可得到分開兩個字所需的距離。用這種方法 將電報在紙上打成孔，將這條紙帶放在快速記錄器中，藉助於一個行走機構就會以轉輪和接觸彈簧或毛刷中間通過了。在接收機中，那些單孔變成了一個點，雙孔成了一畫。這一改進，使電報機的拍發速度大為加快。莫爾斯電 報機一般能每分鐘拍發40 個字，而新型的西門子電報機每分鐘能拍發 400 個字，速度增加了10 倍。在成功面前，西門子並沒有停止前進，不久他又設計了一個極簡單而又運行可靠的磁電指針電報機。這種電報機的產生源於他發明的雙T 形電樞或稱工字電樞。西門子—哈爾斯克公司一開始便從事鐵路信號裝置的研製。當時雖然已出現了音響信號裝置，但由於火車站啟動音響裝置的電池難以保持良好的工作狀態，結果使得信號裝置不夠理想。於是，西門子設計了一個磁感應器來取代電池。這種磁感應器用一個鐵質圓筒做成旋轉式電樞，圓筒上刻有深深的相互對應的長形凹槽，裡面放置纏繞的銅絲，環繞著旋轉圓筒的末端中空的磁鋼，可以沿著圓筒分開安裝，因此可以發出一種較強的磁作用，並且不會有較大的抵消，從而可以很好地啟動鐵路信號裝置。由於旋轉電樞 的橫斷面凹槽呈雙 T 形或工字形，因此被稱為雙T 形電樞或工字電樞。在此基礎上，西門子設計了磁電指針電報機。這種電報機用一個帶齒輪變速的曲柄迅速旋轉圓筒感應器，每旋轉半圈，導線中的正負電流就轉換一次，於是每一次轉換就使接收機上的指針向前走一個用號碼編成的字。將曲柄按順序放到要拍發出去的字母上，就可以使接收台以同樣的順序將字母顯現出來。
接收機上的電磁鐵是一個圍繞軸心旋轉的有磁極的鐵桶，在兩個強有力的蹄形磁鋼的磁極間振動。每當正電流或負電流通過電磁鐵的固定線圈時，兩個磁鐵就分別吸引那個旋轉的電樞，由此使接收機的磁針移動。這種快速可靠 的磁電指針電報機被人們使用了好多年，尤其在鐵路上倍受青睞。
隨著業務的擴大，西門子—哈爾斯克公司還吸收了很多優秀的人才，如威廉·邁爾作為總工程師加盟該公司，線上路鋪設工程中發揮了出眾的組織才能；西門子的五弟卡爾·西門子也加入了兄長的事業，事實上在俄國的電 報業務大多是在他的領導下進行的。1855 年，在卡爾的領導下，西門子—哈爾斯克公司在彼得堡建立了分公司。 西門子的事業在英國也迅速發展。最初，威廉·西門子在英國設立了一個西門子—哈爾斯克公司倫敦代表處，專門宣傳和推廣該公司的產品。
1858 年，代表處在威廉的領導下改為英國分公司，並承接了很多業務。當時，英國的電信事業發展很快，水平也是世界一流的，因此和西門子公司之間的競爭很激烈。由於沒有專利法的保護，西門子的很多發明成果往往被英國人無 償利用，但西門子以其天才的創舉總是使其技術處於領先位置，因此他常被英國的公司聘為技術顧問，參與電報線路尤其是海底電纜的鋪設。1865 年，哈爾斯克退出公司在英國的業務後，英國分公司以“西門子兄弟”的名義重組，該公司在英國取得了輝煌的成就，為推動英國電氣工業的發展做出了很大貢獻。1867 年，哈爾斯克完全退出了西門子—哈爾斯克公司，但該公司的業務繼續向前發展，西門子兄弟用了三年的時間，鋪設了一條由倫敦經普魯士、俄國和波斯直達印度的電報線，又稱為印歐線路。這是西門子天才的一次集中體現，也是他在電報線路建設方面的巔峰。在當時的條件下，建設這樣一條線路是工程技術上的一大創舉，採用了一系列新的技術措施。
1874 年，按照西門子的想法，威廉·西門子設計了一條電纜鋪設船“法 拉第號”。在卡爾·西門子領導下，西門子兄弟公司利用“法拉第號”鋪設了從愛爾蘭直達美國的第一條海底電纜，以後又鋪設了五條歐美電纜，西門 子作為電報大王的地位更加鞏固。
發明巨匠
1866 年秋季，西門子在其研究工作中產生了一個新奇的想法，即是否能不用額外電流而使感應電流得到增強。為此，他進行了深入的研究。他清楚，一台電磁機的工作效率在通過它的線圈所產生的逆流電流時會被大大地削弱，因為這種逆電流顯著地減少了有效力的蓄電池的能量；反過來，當這台電磁機被外力朝相反的方向用力旋轉時，蓄電池的能量就會得到增強，因為 通過反轉運動同時使感應電流的方向也轉起來。西門子創立了發電機的原理，即：在一台安裝合適的電磁機的固定磁鐵上一直要保有充分的磁性，通過這種磁性產生的電流逐漸加強，在反轉運動中能夠創造出強大的電流。西門子所闡述的發電機原理在他1854 年發明的盤式機中已經體現出來，可惜的是他沒能在當時產生髮電機的構想。西門子的題為的論文由他昔日的老師馬格努斯教授呈交給了柏林的自然科學院。在論文中，西門子將其發明的機器稱為“直流發電機器”，並強調，現在科技界已經可以通過勞動力產生所需要的電壓和 電流強度，這對於其他部門都具有同樣重要的意義。 確實如西門子所說，發電機的發明確實產生了極大影響。它改變了人類過去所依賴的動力，成為新興工業部門的基礎，並使幾乎所有科技領域都活躍了起來，使人類生活進入了一個新的時代。發電機又得到了很大改進，並得到了廣泛套用。西門子還曾發明了酒精定量器。它能夠不斷地記錄下從裡面流過的酒類中的絕對酒精的含量。它記錄下的在常溫下還原的酒精成分與經過精密科學 儀器檢驗的數據一樣準確。這種酒精定量器成為歐洲許多國家徵收酒精生產稅的專用工具，受到極大歡迎。另外，西門子還發明了氣壓傳送裝置、將氧氣變為臭氧的西門子臭氧管、電氣距離測量器、無人操縱的電氣船舵、電氣點火裝置等，他改進了貝爾電話機並發明了用於聲音傳播的電動力學系統，他的公司還發明和設計了有軌電車、高架鐵路、電梯等。
1881 年，在巴黎國際電氣博覽會上，西門子和愛迪生相會了。這兩個除了具有發明天才這一共同點外，還有點也相同，即因外力造成的聽力低下——不知道這種生理缺陷對他們的發明創造產生了什麼影響。
科學精英
正如維爾納·西門子所說的那樣，自然科學的研究原本是他最初的、年輕時的愛好，這一愛好貫穿了他的一生。學生時代，他曾在數學、物理、化學等自然科學上花費了很大心血，並立志要取得成就，他也確實做到了這點。 但是，由於家庭貧困，他需要養家餬口並照顧弟弟妹妹，必須要努力把自然科學研究中所獲得的成果變為實際生活中有用的東西，因而在工程技術方面取得了優異的成就，以致於把他在科學研究方面的成就都掩蓋住了。其實，以他的科學研究方面的成就而論，他完全可以毫無愧色地立身於優秀科學家的行列。現把他在這方面的成就作一簡單的描述。 西門子在1850 年曾提出了在地下線路中的靜電充電問題，但是這一現象最初在物理學界沒有人真正相信。當時，法拉第已提出了靜電分配理論，即：靜電分配並不直接靠電的遠距離作用，而是靠一種電介質由分子到分子推進 的分配作用。但這一理論也沒有得到大多數歐洲大陸的物理學家們的承認， 他們認為這種在兩條導線間存在的物質對充電大小的實際影響取決於或多或少進入絕緣體的電以及因此在兩導線間距離縮小而受了影響的兩導線的實際 電量。對於上述不同的解釋，西門子決定先完全拋開，用實驗得出自己的結論。通過實際研究，西門子完全證實了法拉第的理論，並得出了在導體中熱和電的運動規律同樣適用於靜電感應。藉助法拉第的理論，西門子得到了關於物理表面電氣密度的泊松定律，並以實驗證明，在各種情況下法拉第的理論都足以解釋這種現象。當時，西門子在許多方面繼續發展了這種理論，並解決了在這之前用其他方法一直沒能解決的問題。例如，計算一種由許多容量不同、前後相連的萊頓瓶組成的蓄電池的容量。1857 年春，他把自己的科學研究成果以“萊頓瓶電線中電流的靜電感應和延遲”為題發表在上。可惜的是，在不久之前，英國的威廉·湯姆生和馬克斯韋已經發表了這一成果，雖然西門子的實驗方法更為簡單，但成果的優先權卻不屬於他了。
西門子在科學研究上的另一個重大貢獻是確定電阻單位。在19 世紀中葉，電氣測量方面還沒有形成固定的、統一的單位；雖然法國物理學家威廉·韋伯和高斯從理論上制定了磁與電的絕對單位，而且把精確測量的方法和因此 必需的儀器都製作得異常完美，但仍然缺少實際表示絕對單位的人人均可使 用的度量標準，因此每個物理學家往往為其實驗製做一個自己的電阻計，這樣雖不影響實驗結果，但相互間的結果卻不能比較。因此，制定一個統一的 電阻單位就顯得極為重要和迫切。最初，雅可比教授曾建議用他實驗用過的 一段銅絲作電阻單位，西門子也曾用鋼絲作電阻單位，但這只能是應急措施，作為統一的單位卻行不通，因為電阻沒有像固體的體積和質量那樣可以量度的性質。因此西門子決定，用汞作為電阻計量的基礎，因為汞在常溫下為液 態，易於再現，且它的阻力不因分子的變化而變動，受氣溫的影響比其他金 屬要小得多。1860 年，他的論文發表在《波根多夫年鑑》上，建議以截面為 1 平方毫米、長 1 米的汞柱在 0℃時的電阻作為 電阻單位。1868 年，西門子電阻單位在維也納國際電信會議上得到確認；但英國的物理學家們不接受這一單位，仍然採用絕對單位厘米/克/秒制。1882 年，法國政府在巴黎召集了一次國際會議，以便確定一個都能接受的國際電氣測量單位，西門子作為德國代表之一出席了這次會議。會議原則上同意將英國採用的絕對單位作為電阻單位。但由於絕對電阻單位經試驗不夠精確，於是決定以西門子所建議的汞柱單位為基礎，並且建議各國學者把厘米/克/ 秒單位與西門子單位的比例再次進行試驗，結果一致得出兩者平均比例為1.06∶1。於是，在1884 年舉行的結束會議上，各國學者一致同意將長106 厘米、橫截面為1 平方毫米的汞柱在0℃時的電阻確定為國際法定的電阻單 位，命名為歐姆。西門子最初確定的電阻電位雖然被廢除了，但他在這一事業中的貢獻顯然已得到了肯定。後來，人們為了紀念他，將他的姓氏作為導電率單位保留在了物理學中，規定當導體電阻為 1 歐姆時，其導電率為1 西門子，簡寫為 1s。
