中外科学家发明家丛书:西门子-第6章
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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�
![[易丹] 我在美国信息高速公路上(四、科学研究)封面](http://www.beike3.com/cover/noimg.jpg)