在世界近代历史上，德国的西门子一家兄弟四人，都是科学技术方面的杰出人物。四兄弟中最著名的是老大和老二。老二名叫查尔斯·威尔海姆·西门子。他发明了平炉炼钢法；后来，经过法国人皮埃尔·马丁的改进，形成了“西门子—马丁炼钢法”。本文要介绍的是老大，名叫恩斯特·韦纳·冯·西门子。他在电气技术方面有着多种发明创造。
1816年12月13日，西门子出生于德国汉诺威附近的林特。他家世代务农。父亲费尔迪南特毕业于哥廷根大学，曾参加过反对法国侵略的斗争，后来从事农业经营。西门子小时候受到良好的家庭教育。接着，先后进入射恩堡市立小学和卢卑克文科中学读书。在上小学和中学时，西门子就不喜欢语文课，而爱好自然科学和技术。他特别努力学习工程建筑，准备报考柏林建筑学院。可是，他父亲有9个子女，无力供给西门子升人高等技术院校。因此，西门子18岁时，就到马格德堡参军，不久编人炮兵队。第二年，他进人了柏林炮兵学校。
柏林炮兵学校十分重视对学生进行工程技术教育。西门子在校三年期间，努力学习和掌握数学、物理、化学等自然科学知识。有一次在做实验时，由于炮管爆炸，致使他的听力受到很大的损伤。西门子在炮兵学校毕业后，成为一名炮兵少尉。作为年轻的军官，他决心进一步提高自己的科学素养。因此，他把全部业余时间都用来研究科学技术，从事创造发明。
1840年，24岁的西门子被调往威丁堡。在这里，他一直没有停止过科学研究和实验。然而，在这期间却发生了一件不幸的事情。年轻气盛的西门子因参加一次决斗，违犯了军纪，被捕入狱。监禁期间，他在狱中继续进行科学研究和实验，并且发明了电气镀金和镀银的方法。1842年，西门子获得这项发明的专利权后，把这个专利权卖给了马格德堡的一个珠宝商人。西门子这项最初的发明，虽然并没有什么特别重大的价值，但是其中包含着对电流的实际利用，因而使人们感到惊奇，并留下了深刻的印象。
西门子出狱后，由于工作岗位经常变动，生活很不安定。起初，他被调到斯潘道烟火工厂，从事研制工作。他用化学方法制造的烟火，施放效果特别好，因而大受欢迎。不久，他又被调到柏林去，除了在柏林兵工厂从事武器弹药的研制工作外，还与别人签订合同，开办了一个镀金镀银制造所。与此同时，他还有多种发明问世。例如：镀镍方法、旋转式快速印刷机上的锌版翻印装置、蒸汽机调节器以及蒸汽机车火花聚集器，等等。这时，西门子不断出卖自己的发明，主要目的就是为了赚钱养家。因为年老的父母和众多的弟妹都需要他照顾。他是一个心地善良的人，又是长子，因此责无旁贷地挑起了家庭生活的重担。
1844年，西门子的弟弟查尔斯·威尔海姆·西门子迁居英国。他在英国进行印刷技术研究时，遇到了困难。为了帮助威尔海姆改进印刷技术，西门子曾一度前往英国。途经巴黎时，西门子参观了法国工业展览，受到很大启发。他认识到，必须掌握丰富的科学知识和科学原理，技术发明才会具有坚实雄厚的基础。于是，回到柏林后，他便将发明创造工作暂时停了下来，转向提高学术水平的理论研究。
过去因为家里贫穷，没有能够接受高等教育，实在是太遗憾了。现在有条件了，无论如何也要补上这一缺陷。于是，快要满30岁的西门子，到柏林大学去听课。与此同时，又参加了工程学会。在这个过程中，西门子结识了许多专家、学者和科学技术人员。他把科学理论与实践经验结合起来，撰写了一系列论文，如《论用热空气为原动力》、《差动调整器》、《利用电气火花进行速度测量》，等等。从1845年开始，这些论文先后在《丁勒尔斯工程月刊》、《波根道夫年鉴》等刊物上发表，产生了一定的学术影响。
19世纪40年代，正是有线电报的初创时期。由于电报在人们生活中显示出重要的作用，许多人都在积极从事这项通讯技术的研究。西门子从1846年起，也投入了电报机的研制工作之中。经过多次试验，他设计制成了可控断续手动发报机。这种电报机也叫做指针式电报机。在一次竞赛中，西门子的指针式电报机获得了优胜，被认为是当时普鲁士国家电报网中最为适用的一种电报机。
由于西门子同科技界和军事部门有着广泛的联系，因此指针式电报机很快就成为市场上的畅销货。1847年10月，西门子与柏林一位名叫约翰·哈尔斯克的机械师合作，成立了“西门子一哈尔斯克公司”，研究制造电报通讯设备。就在这一年，西门子发明了一种在电线和电缆上使用绝缘胶的方法。为此，他被聘请到普鲁土国家电报局去工作，在技术方面发挥指导性的作用。
随着指针式电报机的发明和畅销，西门子的名气越来越大了。普鲁土国王腓特烈和太子腓特烈·威廉知道西门子的成就后，非常高兴，立即把他请到波茨坦去，给他们讲解有关电报通讯的知识和技术。此外，比利时国王利奥波德也曾慕名邀请西门子，请他到布鲁塞尔王宫中去，为王室成员讲解电报知识。
1848年，普鲁士与丹麦之间发生战争。西门子作为一名军官，在这场战争中发挥了他的科技才能。他采用电流点火方式，在基尔港进行水雷封锁。由于作战有功，西门子受到弗兰格尔将军的接见，并被提升为炮兵连连长，担负起基尔港等地的保卫任务。战争结束后，他被调回柏林，专门负责架设电报线的工作。
由于西门子的精心设计和施工，柏林至法兰克福的电报线，于1848年至1849年敷设完成。这是当时欧洲第一条远距离线路。接着，他又组织架设了柏林至科伦的电报线；这条线路一直延伸到比利时的维尔维堡。从汉堡到布勒斯累的电报线，也是他负责架设的。在架设这些线路的过程中，西门子第一次敷设经过莱茵河的水下电线，取得了成功。
这时，科学技术的发展日新月异。西门子看到了科技发展的动向和趋势，希望在科学技术的进步潮流中大显身手。为了专心从事科学技术研究和经营自己的公司，他在1849年6月退出了军队。同时，还辞去在国家电报局担任的技术主任职务。
摆脱繁琐事务后，西门子全力投入电报技术的研究和发明工作之中，并取得了一系列重大成果。他改进了电报机和导线，发明了将低电压改变为高电压的电流盘形装置，研制了双T形电枢，等等。与此同时，他不断总结自己在发明创造过程中的实践经验，写出了许多既有学术价值又有应用价值的论文。例如，1850年4月，西门子写成《关于电报的纪录》一文。这篇论文提交巴黎科学研究院后，得到该院专家的好评，被收入《外国论文集》一书。西门子还把他对地下导线的研究心得，写成《论电气导线和器械》一文，在《波根道夫年鉴》上发表。
当然，西门子的工作和事业也并不都是一帆风顺的。他根据自己在技术应用中的做法和体会，写出《略论敷设普鲁士地下电线的经验》一文。这篇文章指出施工中存在着的一些实际问题，并针对这些问题提出了解决办法和改进措施。这本来是一件好事。司是，实际上却事与愿违。政府的电报部门认为，既然敷设地下电线存在种种问题，那就不要敷设了，因此取消了原来在“西门子—哈尔斯克公司”的定货。这样一来，西门子出于科学态度写成的论文，反而给自己的公司带来了困难，使公司的经营效益大受影响。
不过，西门子—哈尔斯克公司在国外的经营业务却一直开展得比较顺利。在伦敦、巴黎和彼得堡，都先后建立了它的分公司。早在1850年年底，西门子就曾接受英国政府的邀请，到英国敷设电缆，并获得了极大的成功。1852年，西门子又被请到俄国，帮助架设电报线。在俄国，西门子主持敷设了彼得堡和莫斯科、莫斯科和基辅、基辅和敖德萨之间的几条主要线路，还完成了彼得堡和华沙、彼得堡和赫尔辛基之间的线路。特别是在克里米亚战争期间，他以最快的速度完成了通往塞瓦斯托波尔的电报线路。据说，塞瓦斯托波尔要塞陷落的消息，就是通过这条线路及时地报告给沙皇的。
1855年，西门子从俄国回到了柏林。这时，从苏伊士到亚丁的海底电缆出现故障。负责敷设这条线路的英国公司请西门子去帮助检修。西门子把自己研制的测试仪器接在线路上，进行检查测试。第二天，他就得出结论说：“电缆在离亚丁5.556公里的地方出毛病了。”当时，在场的一些工程师都不相信，以为西门子是在开玩笑。结果事实证明，的确是这个地方的电缆损坏了。西门子把这个地方修好后，电报立即接通了。
西门子一心扑在事业上，很少考虑个人生活方面的问题。也许正是由于这个原因，他直到36岁时才结婚。1852年10月1日，西门子与马提尔德·德卢曼小姐在哥尼斯堡举行了婚礼。接着，他们到巴黎等地去旅行，然后回到柏林。这时，西门子—哈尔斯克公司在柏林建造了一座大工厂。他们就在工厂的前区安下了家。
西门子—哈尔斯克公司的工厂仍然以生产电报机为主，同时在这种技术基础上，开始向其他方面发展。这是因为，西门子从俄国回来后，就曾经表示过，他“对建立电报线路已经不感兴趣了”。因此，从19世纪50年代末期起，虽然西门子对电报通讯技术的研究和敷设电报线路的工作并没有完全停顿下来，但是他已朝着一个新的方向开拓进取了。
自从1831年英国物理学家法拉第发现电磁感应原理后，很多人都在进行发电机的研制工作。但是，这项工作进展很慢。主要原因在什么地方呢？就是人们只考虑到用永久磁铁来发电，而没有考虑到用电磁铁也可以发电。即使是有人想到过这个问题，但又认为，由于永久磁铁本身有磁性，所以才使线圈产生了电流。电磁铁的磁性，需要通上电流才能产生；只转动发电机的线圈，电磁铁是不会产生磁性的，因而线圈中也就不能产生电流。这种认识，被西门子突破了。
西门子通过研究和实验发现，在发电机上不用永久磁铁，而用电磁铁，同样也可以发出电来。这是因为，电磁铁的铁芯，在不通电流时，仍然残留着微弱的磁性。当转动线圈的时候，可以利用这一微弱的剩磁，产生电流。电流再反馈给电磁铁，促使其磁力增强。于是，电磁铁就能产生强磁性，从而也就可以发出较强的电流来了。
1866年，西门子向物理学家马格纳斯等人报告了发电机的原理，并进行了成功的试验，得到柏林科学研究院的肯定。同年，西门子根据自己的这一研究结果，在西门子—哈尔斯克公司的工厂里，制造出使用电磁铁的发电机。西门子发明的这种发电机，称为自激式直流发电机。1867年，在巴黎举行的世界博览会上，展出了西门子的第一部发电机。为此，他获得了法国荣誉勋章。
西门子发电机提高了电流强度。它的研制成功，促进了电动机的研究和改进。从19世纪70年代开始，电力在德国得到了实际应用，使人们的生产和生活发生了巨大的变化。因此，自激式直流发电机的发明，是西门子在电气技术发展方面所作出的一个重大的贡献。
1867年，哈尔斯克退出了西门子一哈尔斯克公司。从此，这家公司就成为西门子公司了。西门子把总公司设在柏林，并在英国、法国、俄国等国设立了分公司。英国的分公司设在伦敦，称为“西门子兄弟公司”，它所属的工厂专门生产各种电气器材。后来，西门子公司发展成为德国主要的电气设备制造企业，在电气工业方面处于举足轻重的地位。
由于自激式直流发电机还存在着不少缺点，因此，西门子继续对它进行研究和改进。1870年，西门子公司的研究人员阿特涅工程师在西门子发电机的基础上，制出了性能更好的发电机。为了克服直流发电机的缺点，1873年，阿特涅又研制出交流发电机。与此同时，西门子也在不断改进发电机，创造新的型号。西门子公司不仅大量生产发电机，而且展开了电动机的研制工作。1879年，西门子公司制造的用电动机开动的电车，在柏林工业展览会上进行了公开表演。这辆电车能坐20名乘客，以每小时12公里的速度，在600米长的圆形铁轨上奔跑，使参观的人们既惊奇又兴奋，赞叹不已。于是，有轨电车在柏林开始行驶了。
