年少时（shí）总听（tīng）到这样的故事：有一天瓦特（tè）看（kàn）到烧开的水壶的（de）盖（gài）子被不断的顶起来，于是发明（míng）了（le）蒸汽机。而事（shì）实上（shàng）正真（zhēn）的发明者（zhě）是英国工程师纽科门。

纽科门幼年仅受过初等教育，少年时代做过锻工。17世纪80年代同（tóng）卡利合伙经营铁器（qì），后来共（gòng）同研制（zhì）蒸汽机（jī），并于1705年取得“冷凝（níng）进入活（huó）塞下部的蒸汽和（hé）把活塞与连（lián）杆联接（jiē）以产生运动”的专利权。此后，纽科门继续改进（jìn）蒸汽机，于1712年首次制（zhì）成（chéng）可供实用的大气式蒸汽机（jī），被称为纽科（kē）门蒸汽机。这台蒸汽（qì）机的汽缸（gāng）活塞直（zhí）径为30.48厘米（mǐ）,每分钟往复（fù）12次，功（gōng）率为5.5马力（lì）。但热效（xiào）率（lǜ）低，燃（rán）料消（xiāo）耗量（liàng）大（dà），仅适用于（yú）煤（méi）矿等燃料（liào）充（chōng）足的地（dì）方。

而瓦（wǎ）特呢？直到1757年，瓦特（tè）才得到了格拉（lā）斯哥（gē）大学的教授（shòu）提供的一个机会，让他在大学（xué）里开设了一间小修（xiū）理店，瓦特的小店开业4年后，在（zài）朋友罗（luó）宾逊教授的引（yǐn）导下，瓦特开始（shǐ）了（le）对蒸汽机的实验。直到此时（shí），瓦特也还从未亲眼见过一台可以运转的（de）蒸汽机，但是他开始建造自己（jǐ）的（de）蒸汽机模型。初步的（de）实验失败（bài）了（le），但是（shì）他（tā）坚持继续实验并且（qiě）阅读了所（suǒ）有他（tā）能找到的有关蒸汽机的材料，独立地（dì）发现了潜热的（de）重要性(尽管这在好（hǎo）几年前就被布莱克（kè）教授发现了，但瓦特（tè）当（dāng）时并不知（zhī）情)。1763年，瓦特得知格拉斯哥大学有一（yī）台纽科门蒸汽机，但是正在伦（lún）敦修理，他请求学校取回了这台蒸汽机并亲（qīn）自进行了修（xiū）理。修理后这台（tái）蒸汽机（jī）勉强可以工作，但是效率很低。经过大量实验，瓦（wǎ）特发现效率低的（de）原（yuán）因是由（yóu）于活塞每推动一次，气缸里的蒸汽都要先冷凝，然（rán）后再加热进行（háng）下一次推动，从而使得蒸汽80%的热量都耗费在（zài）

维持气缸的温（wēn）度上面。1765年，瓦特取得了（le）关键性的（de）进展，他想到将冷（lěng）凝（níng）器与（yǔ）气缸分离开来，使得气缸温度可以持续维持（chí）在（zài）注入的蒸汽（qì）的温（wēn）度，并（bìng）在此基（jī）础（chǔ）上很快建造了一个可以运转的模型。

但是（shì）要想建造（zào）一台实际的（de）蒸汽机还（hái）有很长（zhǎng）的路要走。首先是资金，布莱克教授提供了一些帮助，但更多的资助来自于约翰•罗（luó）巴克(John Roebuck)。罗（luó）巴克（kè）是一（yī）位成功的企（qǐ）业家，著名的卡伦钢（gāng）铁厂的拥有者，在罗（luó）巴克的（de）赞助下，瓦特开始了新式蒸汽机（jī）的试制，并（bìng）成为新公司的合伙人。试制中的（de）主要困难还（hái）在于活塞与（yǔ）气缸的（de）加（jiā）工制造（zào）工艺上（shàng）。当时的（de）工艺水平下钢铁工人（rén）更像（xiàng）是铁匠而不是机械师（shī），所以制造（zào）的结果很不满意。此外（wài）由于当时的相关专利申请（qǐng）需要国会的（de）认可，大（dà）部分（fèn）的（de）资金都花费在（zài）相关（guān）程序上（shàng）。由于资金的短缺，瓦特不得不另找了一份（fèn）运河测（cè）量员的工作，并一干就是8年。这之后，罗巴克（kè）破产，相关专利都由伯明翰一间铸造厂老板马修•博尔（ěr）顿接手。瓦特与博尔顿从此（cǐ）开（kāi）始了他们之（zhī）间长达25年的成功合作。

与博尔顿的合作，使得瓦特得（dé）到（dào）了更（gèng）好的设备资金以及技（jì）术上的支持，特别是在（zài）加工制造工（gōng）艺方面。新型蒸（zhēng）汽机（jī）制造的一个主要困难在（zài）于活塞与大型气缸的密合，这个问题最终（zhōng）被约翰（hàn）•威尔金森(John Wilkinson)解（jiě）决，他在改进加农炮（pào）的制（zhì）造时提出了一种新的（de）精密镗孔加工技术，可以用（yòng）于蒸汽（qì）机的制造。终于在1776年，第一（yī）批新型蒸（zhēng）汽机制造成功并应用（yòng）于（yú）实际生产。这批蒸汽机（jī）由于还只能（néng）提供往（wǎng）复直（zhí）线运动而主要应用于抽水（shuǐ）泵（bèng）上。在之后（hòu）的5年中，瓦特赢（yíng）得了大（dà）量的订（dìng）单并忙于奔波于各个矿场（chǎng）之间安装由这种新型蒸汽机（jī）带动（dòng）的水泵。

在（zài）博尔顿的（de）要求下，瓦特开始继续研究如何将蒸汽机的直线（xiàn）往复运动转化为圆周运动，以便（biàn）使得蒸汽机能（néng）为（wéi）绝（jué）大多数机器提供动力。一个显而易（yì）见的解决办（bàn）法是通过（guò）曲柄传动（dòng），但是该项专利所有人（rén），约翰•斯蒂德(John Steed)要求同时（shí）分享（xiǎng）瓦特此（cǐ）前的分离冷（lěng）凝器（qì）的专利，这一要求被（bèi）瓦（wǎ）特坚（jiān）决地拒绝了。1781年，瓦特公司的雇员威廉•默多（duō）克(William Murdoch)发明了一种称为“太阳与行星”的曲柄齿轮传动系统，并以瓦（wǎ）特的（de）名义成（chéng）功申请（qǐng）了专利。这一（yī）发明绕（rào）开了（le）曲（qǔ）柄专（zhuān）利（lì）的（de）限制，极大（dà）地扩展了蒸汽机的应用。

之后的6年里，瓦特（tè）又对蒸汽机作了一系列改（gǎi）进并取得了一系列（liè）专利（lì）：发明了双向气缸，使（shǐ）得（dé）蒸汽（qì）能够从两（liǎng）端进出（chū）从而（ér）可（kě）以推动活塞双向运动，而不（bú）是以前那（nà）样只（zhī）能单（dān）向推（tuī）动；使用（yòng）节气（qì）阀门（mén）与离心节速器来控（kòng）制气压与蒸汽机的运转；发明了一种（zhǒng）气压示（shì）工器来（lái）指示蒸汽（qì）状况；发明了三连杆组保证气缸推杆（gǎn）与气泵的直线运动。由于担（dān）心（xīn）爆炸的危（wēi）险以及泄露问题，瓦特的早期蒸汽机都是使用低压蒸汽，后来才引进了高（gāo）压蒸（zhēng）汽。所有（yǒu）这些（xiē）革新结合到一起（qǐ），使得瓦特的新型蒸汽（qì）机的（de）效率是过去（qù）的纽科（kē）门蒸汽机（jī）的5倍