恩斯特·维尔纳·冯·西门子（外文名：Ernst Werner von Siemens，1816年12月13日-1892年12月6日），出生于德国汉诺威，德国工程学家、物理学家、电气工程师、企业家，电动机、发电机和指南针式电报机的发明人，西门子公司创始人，曾对铺设海底电缆提出了理论根据，革新炼钢工艺并创立平炉炼钢法。
恩斯特·维尔纳·冯·西门子在念完中学后参军，他在服役期间对电报技术产生了很大兴趣，并发明了在十九世纪流行一时的指南针式电报机。1847年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子和工程师约翰·乔治·哈尔斯克建立了电报机制造公司，主要生产指南针式电报机，这个公司是后来西门子股份公司的前身。1866年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子发明了第一台直流电动机。1881年，他在柏林近郊铺设了世界上第一条电车轨道。1890年，他将公司的领导权移交给弟弟以及儿子，完成了公司的权力过渡。1892年12月6日，恩斯特·维尔纳·冯·西门子在夏洛滕堡去世，终年76岁。
1860年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子获柏林洪堡大学哲学系荣誉博士学位；1873年，成为柏林皇家柏林科学院院士；1886年，荣获科学与艺术功绩勋章。为纪念他，国际单位制中电导、电纳、导纳等的单位以其名字命名，符号为S。
人物生平
贫家少年
1816年12月13日，恩斯特·维尔纳·冯·西门子出生于汉诺威王国附近伦特庄园的奥伯古特农庄。19世纪的欧洲大陆战乱频频，汉诺威虽在德意志邦联内，却处于英国统治之下，是“大不列颠王国的汉诺威省”。汉诺威不少百姓因身为强大英国的臣民而自豪，可汉诺威国王并不关心当地人民幸福，仅把这里当作狩猎场。对受过高等教育的知识分子而言，生活在这种政治环境中是痛苦的。1823年，西门子一家离开伦特庄园，迁居梅克伦堡，在大公领地门岑多夫租地安家。
尽管生活不富裕，斐迪南·西门子仍没放松对儿女的教育。孩子们的启蒙老师是外祖母，她教维尔纳兄弟姐妹读书写字，还让他们背诵诗词以锻炼记忆力。后来斐迪南·西门子亲自传授知识。他本想让儿女接受正规学校教育，却因学校离家远、孩子太小，于1829年春聘请了一位家庭教师。这位年轻的神学院大学生懂孩子心理，善于调动他们的积极性和责任感，很受孩子们爱戴。在他的启发下，维尔纳及其兄弟姐妹感受到学习的极大乐趣，自觉学习，有时读书到很晚，大人不得不出面制止以防劳累过度。可惜这种自由快活、顺其天性的好时光持续不到一年，家庭教师便因病去世。不久，父亲又聘来一位年迈的家庭教师，他为孩子们制定诸多规矩，要求他们认真做事、举止文明，可这位老教师体弱多病，在西门子家待了两年也病故了。
孩子们渐渐长大，父亲决定把恩斯特·维尔纳·冯·西门子兄弟俩送入吕贝克市的卡特琳学校学习。1832年，兄弟俩经考试插班分别进入该校五年级和四年级。卡特琳学校是文科中学，主要课程为古代语言学习。恩斯特·维尔纳·冯·西门子对学习古典作家作品很感兴趣，却厌烦语法学习。此外，他对自然科学兴趣浓厚，长期自学数学。但卡特琳学校数学课少且内容浅显，恩斯特·维尔纳·冯·西门子只能插入较高年级听课，即便如此，他强烈的求知欲仍难以满足。
穷人的孩子早当家。尽管中学尚未毕业，恩斯特·维尔纳·冯·西门子已开始思考为父母分忧。他决定转学建筑专业，因为这是当时唯一的技术专业。为考入柏林建筑学院成为建筑工程师，他请人讲授数学和大地测量学等课程。正当他为实现理想勤奋努力时，得知进入建筑学校学习费用昂贵，这无疑会给父母增加沉重负担。维尔纳为此愁肠百结，教他大地测量的老师却给他出了个好主意。这位老师曾在普鲁士王国炮兵部队服役，了解普鲁士情况，他建议恩斯特·维尔纳·冯·西门子设法进入普鲁士王国工兵部队，进而进入炮兵工程学校，因为在那里能学到建筑学院同样的科目，且无需缴纳学费，退役后还可从事建筑专业。
恩斯特·维尔纳·冯·西门子被曲线求学的主意鼓舞，立即将计划告知父亲。斐迪南·西门子完全赞同儿子的打算，还认为德国分裂混乱的状况不会持久，德意志统一的希望在普鲁士，此时加入普鲁士军队是明智之选。1834年夏天，恩斯特·维尔纳·冯·西门子告别卡特琳文科中学、父母和兄弟姐妹，只身前往普鲁士王国首都柏林。
曲线求学
那时的普鲁士是纯粹的军事官吏国家，从军是普通百姓获得地位和财富的捷径，竞争十分激烈。恩斯特·维尔纳·冯·西门子到达柏林后，几经波折，于1834年12月13日加入普鲁士军队，作为候补军士进入马格德堡的普鲁士第三炮兵团。经过六个月训练，他晋升为上等兵，随后被派往骑兵炮兵队接受射击训练，其技术天赋在此得到进一步展现，诸如射程、弹道等许多技术问题，他能轻易理解，多数人却经多次解释仍不明所以。1835年秋天，他被送往柏林炮兵工程学校，接受为期三年的军官训练。
进入柏林炮兵工程学校，是恩斯特·维尔纳·冯·西门子人生的重要转折点。创建该校的根本目的是为国家培养高素质军官，因此通过各级军官考试是学生们的首要任务。为此，恩斯特·维尔纳·冯·西门子下了很大功夫，他勤奋学习课堂知识，背诵重要公式和材料，应付军官考试游刃有余。候补军官考试、军官考试及最后的炮兵军官考试，他都以出色成绩通过。从炮兵工程学校毕业时，西门子已是一名合格的军官。
恩斯特·维尔纳·冯·西门子一直对自然科学感兴趣，炮兵工程学校聘有一批学者和科学家，满足了他的求知欲。这些学者和科学家中，有许多后来闻名于世，如数学家乔治·欧姆、物理学家马格努斯及化学家艾尔德曼等，他们的课程为他展示了新天地。因此，西门子几乎把所有空闲时间都用于数学、物理学及化学等自然科学的学习，其知识储备远超学校要求，为今后事业奠定了基础。他的聪明和刻苦钻研的学习精神，给老师们留下深刻印象。此外，他还在军校结交了一批朋友，尤其与同学威廉·迈尔结下深厚友谊。1838年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子从柏林炮兵工程学校毕业，被分到马格德堡炮兵队，授予炮兵少尉军衔，时年21岁。
军人与发明家
扶持弟弟与家庭变故
重新回到马格德堡后，恩斯特·维尔纳·冯·西门子把他的三弟威廉带来，安排他进了一家寄宿学校。他这样做的原因，一方面是为了减轻父母的负担，另一方面是为了让威廉有一个良好的受教育的条件，因为他认为威廉是一个可造之材。但是恩斯特·维尔纳·冯·西门子很快便发现，威廉就读的学校教育质量并不理想，尤其是一些自然科学课程，但那里又没有更合适的学校；于是在1839年，他把威廉接到自己的处所同住，让他在学校改学英语，自己亲自教授他数学课。恩斯特·维尔纳·冯·西门子的这一决定，对威廉的一生产生了重大影响，他不仅具备了英语技能，而且数学根底也比学校的同学扎实。对西门子来说，这种授课的实践也益处多多，他没有因军官生活的优越而变得松懈，仍然对自然科学保持着兴趣。
1839年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子的母亲因病去世，他的父亲也因妻子去世所带来的悲伤，长期劳累而病倒，于1840年初辞别了人世。就这样，恩斯特·维尔纳·冯·西门子兄弟姐妹成了孤儿。作为长兄，恩斯特·维尔纳·冯·西门子认为自己有责任抚养照顾年幼的弟弟妹妹，但军人做生意受到许多限制，并且自己也没有资本，最好的办法便是取得科学技术研究成果，通过出卖成果获得报酬。这时，西门子听说他的一位堂兄弟试验成功了摩擦炮栓，用以取代当时还广泛使用的点炮用的火绳。这是一项重大的军事技术革新，他深知这一发明的重要性，也决定按这个方向去试验。于是，他买来磷和氯酸钾等原材料，按照不同的比例配试。由于试验用的点火物质具有易燃易爆的特点，因此试验时他总是小心翼翼，并把配试的药物调成糊状，以免发生危险。虽然他采取了许多防护措施，没想到仍然发生了危险。他在实验的过程中突然发生了爆炸，气浪把他掀翻在地，响声把他的耳朵震聋了。但这次意外的爆炸并未造成重大伤亡，恩斯特·维尔纳·冯·西门子的手受了一点轻伤，耳朵也很快恢复了听觉；但从此以后，他的听觉却变得有点迟钝了。
牢狱中的科学起步
1840年秋天，恩斯特·维尔纳·冯·西门子被调到易北河畔的维滕贝格任军官。这是一座小城，防务事宜很少，因此他有了更多的空闲时间来从事科学研究。这时，一项实验成果引起了他的兴趣。德籍俄罗斯物理学家卡尔·雅可比通过直流电从硫酸铜溶液中得到了金属铜的沉淀。恩斯特·维尔纳·冯·西门子认为这一成果打开了探索至今尚不明白的一大批现象的大门。因此他按照雅可比的方法开始了试验，并得到了铜的沉淀，接着他又用这种方法尝试着沉淀其他金属。但一场决斗事件打断了他的试验。一位步兵军官同一位炮兵军官因争执而发展到决斗，双方为此约好了时间，并开始寻找证人和助手。
普鲁士王国已禁止决斗，参与决斗者要受到严厉的处罚。但由于参加决斗的炮兵军官是西门子的好朋友，所以当他找西门子作决斗助手时，恩斯特·维尔纳·冯·西门子答应了下来。决斗过后，有人将此事告发了，结果西门子作为决斗助手被马格德堡军事法庭判处5年监禁。这是恩斯特·维尔纳·冯·西门子因决斗第二次吃亏，这一次虽未受伤却银铛入狱。不过他并未因此气馁伤心，因为按照惯例因决斗而被判刑的往往会得到赦免，并且在监狱中他反倒有充裕的时间从事科学研究。所以，当他到马格德堡坐牢去的路上经过一家化学品商店时，买了许多继续从事电学试验所必需的原材料，把他的牢房布置成了一个小小的实验室。
恩斯特·维尔纳·冯·西门子的这段牢狱生活，成了他科学实践的起点。在监狱中，西门子股份公司想起过去曾做过的一个试验，那时，他用硫代硫酸钠溶解了那些不溶解的金盐和银盐，现在他决定沿着这个方向，把这种溶解应用于电解试验。他把一把锌白铜茶匙同电池的锌极连接起来，浸到一个盛满了次亚硫酸金溶液的杯子里，同时将电池的铜极与一个作为阴极的金币连接。几分钟后，那把锌白铜茶匙披上了一层纯金外衣。随后，他又用银盐溶液进行试验，结果又使一件小金属器皿穿上了银装。试验的成果让西门子很满意，在他眼中，这间摆满试验用具的牢房就是天堂。
在整个德意志，用电镀镀金镀银还是一个全新的事物，因此恩斯特·维尔纳·冯·西门子的试验在他的伙伴和熟人中引起了轰动。马格德堡的一个宝石商人听说了此事，马上跑到监狱找到西门子，双方订立了一个合同，宝石商人以40个路易金币的价格获得了电镀金银的使用权。这可以说是科学技术研究为西门子股份公司带来的第一笔收入。有了研究费用，恩斯特·维尔纳·冯·西门子继续进行试验。他把所知道的含金含银的化合物都进行了电镀试验，发现除了次亚硫酸外，氰化合物也非常适合。他清楚电镀金银的利用价值，因此写了一份专利申请书，递到普鲁士专利局，并很快得到为期五年的专利权。但他的专利权仅限于次亚硫酸盐，因为在此期间英国人艾尔金顿的使用氰化物盐电镀的专利已经公布了。
恩斯特·维尔纳·冯·西门子准备在天堂般的牢房中继续进行研究，普鲁士国王的赦免令下达，要他马上离开监狱。他不忍心中断已取得丰硕成果的试验，于是给上司写了一份请求书，请求再让他多坐几天牢以便做完试验。他的长官认为他的这种“愚蠢”要求是对国王的不敬，因此让人在半夜时分把他带出了监狱。对恩斯特·维尔纳·冯·西门子新的任命很快下达了，他被派到了斯潘道的烟火制造厂，这是上司了解了他在自然科学方面的才能后的因材施用。他在烟火制造厂的工作成就确实表明了他在这方面的才能。由于化学的发展，那时已经有了生产五颜六色烟火的方法，但烟火制造厂的老工人们却还不清楚这些。于是，西门子把能产生不同颜色的金属盐掺入发射药中，使过去只见过单一颜色烟火的斯潘道人见识了在天空中绽开的五彩缤纷的火焰，他一时名声大噪，斯潘道的亲王亲自宴请了这位青年军官。
柏林的机遇与技术突破
1842年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子被调到柏林炮兵工厂工作。柏林是当时整个德意志的科技文化中心，在那里他能够有时间和机会从事自然科学研究，也有条件学到更多有用的知识；同时，作为普鲁士王国的首都和德意志的最大城市，他可以在那里更好地利用自己的研究成果，拓展财源，以便更好地照顾自己的弟弟妹妹们。由于出生在一个子女众多的大家庭中，他一直认为自己作为长兄有义务照顾年幼的弟弟妹妹；父母去世后，这种感觉更突出。到柏林后，他很快与一家锌白铜厂订立了一个合同，用他的专利在厂中建了一个镀金镀银部，双方共分红利。这是德国出现的第一家电镀工厂，也是西门子股份公司最早参与的企业经营活动。
恩斯特·维尔纳·冯·西门子的电镀发明被吸收进了柏林综合技术协会。这是一个主要由工程技术人员和工商业者组成的社会团体，经常就一些实际技术问题进行学术探讨。在一系列的学术活动中，西门子的工程技术知识得到了进一步的补充和扩展，这对他的自然科学研究是非常有益的。那时在普鲁士王国，科学研究和工程技术研究之间还存在着一条鸿沟。从事理论科学研究的科学家享有社会地位和声望，被尊奉为高贵的脑力劳动者，成绩卓著的还会被王室册封为贵族；而从事工程科学研究的科学家和普通的体力劳动者、商人没有多大区别，并不会受到人们的特别尊重。
通过参加柏林综合技术协会的活动，恩斯特·维尔纳·冯·西门子认识到，理论科学研究和工程技术研究不应该截然分开。虽然两者有很大不同，如工程技术研究不可能像科学研究那样，可以由于某个重要人物的创造性思维而产生飞跃或突变，它需要许多人努力、探索和改进才能获得发展；但两者又是相辅相成的。自然科学知识和科学研究方法能够使工程技术科学释放出能量，因此在工程技术人员中传播科学知识和科学研究方法，是促进工程技术进步的有效途径；同时，工程技术的发展又为科学成果的转化提供了条件和前提，因为只有当工程技术自身深入发展到需要科学发明并可以利用科学发明的时候，科学研究的成果才有价值和意义。正因为有了这种认识，他才会在以后的科学实践中兼顾科学研究与工程技术研究。另外，在参加综合技术协会的活动时，他结识了柏林工商界的一些人士，并常常应他们的请求解答一些疑问，由此他对当时的工业设备和工作方法有了详细了解，对当时工业的成就和不足有了一个总的认识，这为他成为一名企业家提供了条件。
跨领域创新与学术探索
西门子股份公司的弟弟威廉·西门子在马格德堡的一家机器制造厂当见习生。兄弟俩都对工程技术感兴趣，因此常通信联系，交流各自的工作情况和新的发展。威廉当时接受了一个任务，要为一部借助风车或水车的转动进行工作的蒸汽机设计一个调节器，以使风车或水车不停地全力工作，并让蒸汽机的过剩能力全部发挥出来。威廉将自己的设计图纸寄给了哥哥，但恩斯特·维尔纳·冯·西门子认为不够理想。他研究了这一机械过程，从而产生了差速调节器的构想。他向威廉建议用一个自由运动的圆摆来作为调节器。自由运动的圆摆产生完全等速的旋转，由此带动一个螺杆旋转；螺杆上安装一个可以移动的螺母，螺母可以在被调节的机器带动下旋转。当机器的运转速度与圆摆的旋转速度相同时，螺母就停止不动；若机器与圆摆速度不同，螺母便会在螺杆上向右或向左移动，直至将两者的速度调节到相同为止，这样便可以完全调节机器的速度了。威廉按照西门子的设计原理制造了差速调节器，并作了改善，顺利完成了任务。后来，西门子股份公司根据差速运动原理又制造了很多机械装置。
1843年，威廉·西门子试着去英国推广西门子的发明，恩斯特·维尔纳·冯·西门子的事业开始在德、英两国发展。威廉不仅将西门子的电镀专利卖给了英国人，而且在英国取得了差速调节器的专利。电镀试验的成功一直激励着恩斯特·维尔纳·冯·西门子，他决定扩大在这方面的试验范围。在用硫酸镍和硫酸铵做试验时，他从这两种盐的溶液中获得了很好的镍沉淀，于是他成功地进行了电镀镍的试验。西门子股份公司是一位具有工程技术天赋的科学家，电镀镍的试验使他马上想到这一成果或许会对印刷业有很大价值。因为印刷用的雕刻铜版镀上一层镍后，笔画的精细之处不会受到损害，而印刷的次数则可大大增加。为了利用这一成果，他和一家印刷工厂签订了合同。接着，他又对印刷机械进行了研究。他把普遍采用的锌版印刷机，改造成旋转式快速印刷机，用圆筒式的可弯曲的锌板取代过去的工作过程。在一位钟表匠莱昂哈特的协助下，他制造了一台样机，并取得了满意的印刷效果，印刷速度大大提高。
1844年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子参观了在巴黎举办的第一届法国工业博览会，这让他深受启发。回到柏林后，他回顾了自己的研究生涯，决定放弃此前的发明，转而投身学术工作。威廉讲到英国一台名叫斯特林热气机的机器，引起了恩斯特·维尔纳·冯·西门子的兴趣。这台机器不是用蒸汽而是用加热的空气作为动力，并且它能把工作时没有耗尽的热量储存起来下次工作时再使用。科学家们还未得出所有的自然力都具有一种因果联系的结论，也就是说还没有发现和公布能量守恒定律，因此，西门子认为斯特林热气机的工作原理属于未知的广阔领域，并感觉到它有可能成为改革整个机械工程技术的基础。为此，恩斯特·维尔纳·冯·西门子进行了深入的理论研究，写了一篇题为《关于热空气作为动力的应用》的论文，发表在1845年的一份科学杂志上。这是恩斯特·维尔纳·冯·西门子发表的第一篇科学论著，他在文中阐述了这种空气发动机的原理，并且提供了一张他认为可行的设计草图。恩斯特·维尔纳·冯·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，恩斯特·维尔纳·冯·西门子和他过去的老师保持着联系，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，恩斯特·维尔纳·冯·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科学巨匠，如杜布瓦雷蒙、赫尔曼·冯·亥姆霍兹、鲁道夫·克劳修斯、布吕克等，他们都在自己的研究领域内取得了成就。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。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。
电报技术革新与事业奠基
在柏林，恩斯特·维尔纳·冯·西门子对电气试验的兴趣逐渐增加，并最终取得了成就。这种兴趣最初缘于他对精确测量弹头速度的研究。普鲁士王国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。恩斯特·维尔纳·冯·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。他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。
恩斯特·维尔纳·冯·西门子还参与了莱昂哈特改进有线电报装置的工作。有线电报是19世纪30年代出现的通讯工具，在电报机刚出现时，还是一个亟待改进的产品。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，莱昂哈特受普鲁士王国电信委员会的委托来解决这一问题，恩斯特·维尔纳·冯·西门子也参加了这项工作。
1846年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子见到威斯顿发报机，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恩斯特·维尔纳·冯·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。西门子想出了一个解决上述问题的办法，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，恩斯特·维尔纳·冯·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克的青年机械师。恩斯特·维尔纳·冯·西门子股份公司用烟盒、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可靠。哈尔斯克生产了最初的几部电报机。在一次竞赛会上，恩斯特·维尔纳·冯·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王国将来的国家电报网中最适用。
公司创立与军旅生涯终结
对电报机改进与研制的初步成功，使恩斯特·维尔纳·冯·西门子坚定了继续研究下去的决心。作为一个科技工作者，他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。西门子股份公司坚信，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。他开始为自己的选择而工作。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，他便以工作实绩成为该委员会的主导人物。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，人们都认为架设在电线杆上的可以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。
欧美的许多科学家都从不同的角度进行研制和实验，最著名的要数卡尔·雅可比在俄国用没药树、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。1846年下半年，威廉从伦敦给西门子股份公司寄来一种在英国市场上新出的被称为马来树胶的东西，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。恩斯特·维尔纳·冯·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。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。普鲁士王国电信委员会作出决定，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贡献，使恩斯特·维尔纳·冯·西门子声名鹊起。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兴趣。在演讲中，西门子BCD-401W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。恩斯特·维尔纳·冯·西门子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。年底时，公司已拥有10名员工。这家主要生产指南针式电报机的公司，正是后来西门子股份公司的前身。
恩斯特·维尔纳·冯·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。在他研究电报机械及器材的时候，欧洲大陆上正酝酿着一场政治运动。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。普鲁士王国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。恩斯特·维尔纳·冯·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。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。
作为工程技术学家和发明家的恩斯特·维尔纳·冯·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中华民国临时政府，结果很快便被采纳。当普鲁士王国对丹麦宣战后，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，西门子股份公司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塞门口，以防敌军登陆进攻。
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。恩斯特·维尔纳·冯·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足球俱乐部的电报线路。这条线路本来是西门子股份公司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，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，普鲁士王国政府决定立即修建柏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。西门子股份公司根据河流的情况采取了不同的对策。在铺设通过易北河及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。1849年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子帮助工人设立了疾病和生活保险基金，这一举措成为1908年西门子公司医疗保险计划的雏形。
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。西门子建议他到伦敦去，在那里建立一个电报通讯社，路透先生听从了西门子股份公司的建议，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。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，铺设任务告一段落后，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王国国家电报局技术主任的职务，由威廉·迈尔接任。从此，西门子股份公司结束了长达14年的军旅生涯。
退役后的事业巅峰
技术深耕与学术认可
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，对西门子是一个鼓舞。接着，他和哈尔斯克一起进行了一系列改造电报机的工作。
电报机革新
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，西门子股份公司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。
西门子股份公司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。
电枢创新与远距传输突破
不久西门子又设计了一个磁电指针电报机。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，西门子股份公司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。
接收机上的电磁铁是一个围绕轴心旋转的有磁极的铁桶，在两个蹄形磁钢的磁极间振动。每当正电流或负电流通过电四氧化三铁的固定线圈时，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。这种磁电指针电报机被人们使用了好多年，尤其在铁路上。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。
欧洲布局与人才汇聚
西门子股份公司的发明创造，总是在他电报事业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。自从为普鲁士王国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圣彼得堡到奥拉宁鲍姆的俄罗斯地下电报线，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，西门子股份公司发明的用马来树胶裹铁丝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半岛的长距离电报线，这一业务犹如一项命令硬派给了西门子—哈尔斯克公司，但是他们凭技术力量按时保质保量地完成了，并且承担了维修线路的工作。
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四氧化三铁组成，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。
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组织才能；西门子股份公司的五弟卡尔·西门子也加入了兄长的事业，事实上在俄罗斯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—哈尔斯克公司在圣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。英国的电信事业发展很快，水平也是世界一流的，因此和西门子股份公司之间的竞争激烈。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，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。同年，他又推出“盘点奖金”计划，将公司部分利润分发给员工。为增强员工对公司的归属感，恩斯特·维尔纳·冯·西门子还设立了“健康基金”，每年给每位工人增加5个塔勒的补贴。此外，在公司连续服务30年的员工有权获得相当于原工资三分之二的退休金，这笔基金为员工退休后的生活提供了保障。
1860年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子获得柏林洪堡大学荣誉博士学位。1862年至1866年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子代表自由派的德国进步党在普鲁士邦议会任职。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，该公司为推动英国电气工业的发展做出了贡献。
发电机发明与多元创新
1866年秋季，西门子在其研究工作中产生了一个想法，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。同年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子研发出第一台实用型直流发电机。1867年，哈尔斯克退出了西门子股份公司—哈尔斯克公司，西门子兄弟用了三年的时间，铺设了一条由伦敦经普鲁士、俄罗斯和波斯直达印度的电报线，又称为印欧线路。这是西门子在电报线路建设方面的巅峰。
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乙醇的含量。它记录下的在常温下还原的乙醇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。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。
1872年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子股份公司在公司创立养老抚恤基金，这一举措成为现代“养老金制度”的前身。1873年，他被任命为柏林皇家柏林科学院院士。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“法拉第未来号”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，西门子股份公司根据自己创立的方法，判定离岸3海里处的导线出了故障。
行业贡献
作为专利保护的倡导者，他于1877年获任新成立的普鲁士王国专利局（即如今的德国专利局）成员。1879年，他成为德国电气工程师协会的创始人之一——该协会致力于推动在技术类高校设立电气工程教授席位。1879年，西门子股份公司为柏林街道安装了路灯；1880年，制造出电梯。1881年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子在柏林近郊铺设了世界上第一条电车轨道。同年，在巴黎国际电气博览会上，西门子和托马斯·爱迪生相会了。1886年，他被授予蓝马克斯勋章科学与艺术功绩勋章。
人生落幕
1890年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子将公司的领导权移交给弟弟卡尔以及儿子阿诺尔德和威廉，完成了公司的权力过渡。1892年12月6日，恩斯特·维尔纳·冯·西门子在夏洛滕堡去世，终年76岁。
个人生活
家庭生活
恩斯特·维尔纳·冯·西门子的父亲克里斯蒂安·斐迪南·西门子是一位受过高等教育的德国人，年轻时投身于政治运动，曾为争取德国的统一与法国皇帝拿破仑·波拿巴的部队战斗过。斗争失败后，他向一个领主租借了汉诺威附近的伦特庄园，当上了农民，并和爱莉诺勒·戴西曼小姐结了婚，从此开始了新的生活。
克里斯蒂安·斐迪南·西门子夫妇过得生活并不富裕，他们一生共有过12个孩子，其中3个夭折，9个长大成人。恩斯特·维尔纳·冯·西门子有一个姐姐和一个哥哥，但哥哥出生不到两个月便死去了，因此，他是这个家庭实际上的长子。
感情生活
1852年10月1日，恩斯特·维尔纳·冯·西门子与玛蒂尔德·德鲁曼结婚，在为恩斯特·维尔纳·冯·西门子生下两个孩子后，玛蒂尔德·德鲁曼因病离世。1869年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子与安托妮举行了婚礼。
子女情况
1853年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子与玛蒂尔德·德鲁曼的长子阿诺尔德诞生；1855年，次子威廉出生。1870年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子与安托妮的儿子柏林赫塔体育俱乐部出生；1872年，幼子出生。
主要成果
1846年夏天，恩斯特·维尔纳·冯·西门子将目光投向电报领域。在研究相关系统两周后，他便研发出一套新设备，即后来的指针式电报机。该设备通过同步发送和接收端电报机上指针的位置，有效解决了两位英国人发明系统的不足。当时，普鲁士王国尚未铺设一条电报线路，西门子也清楚，没有其他人有能力承担建设电报线路的任务。于是，普鲁士政府找到恩斯特·维尔纳·冯·西门子，希望他将现有的查普臂板系统替换为一套电报系统。随后，恩斯特·维尔纳·冯·西门子与他的合作伙伴、精密机械师约翰·乔治·哈尔斯克共同成立了西门子与哈尔斯克电报制造公司。成立之初，凭借恩斯特·维尔纳·冯·西门子的发明创造，西门子股份公司迅速取得成功。这家年轻的公司随后负责铺设了普鲁士的第一条电报线路——从柏林到法兰克福。1849年，这条线路正式开通，两地间的信息传送时间缩短至1个小时，这在当时对于信息传递速度而言是一个巨大的提升。在之后的几年里，这家初创公司迅速开启国际化进程，先后于1850年、1855年及1858年在英国、俄罗斯及奥地利成立了海外分公司。
1866年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子发明了实用型发电机，人类才真正意义上开始大规模使用电力。他通过为发电机增加两个极靴，减少了磁散射损耗；再将导体盘绕成线圈，并让其在磁场中旋转。如此循环往复，导体两端产生交流电，极性转换器随后将其转化为直流电。这项发明最为巧妙之处在于：将生产出来的电力重新送回电磁铁。也就是说，它一遍又一遍地强化电磁铁的磁性，直至铁芯完全磁化，从而在磁场和电流之间产生出一个正反馈循环。正是这项革命性的新发现，大大降低了发电成本，并显著提高了电力产量。1881年，恩斯特·维尔纳·冯·西门子在柏林近郊铺设了世界上第一条电车轨道。
人物荣誉
参考来源：
后世纪念
国际单位制中电导、电纳、导纳等的单位。符号 S。为纪念德国电工学家恩斯特·维尔纳·冯·西门子而命名。
参考资料 >
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1892年12月6日 世界著名电子电器之父西门子逝世--历史--人民网 .人民网 .2025-10-09
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