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

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

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。