瓦特1736年1月19日生於英國蘇格蘭格拉斯哥市格里諾克。童年時代的瓦特曾在文法學校念過書，然而沒有受過系統教育。瓦特在父親做工的工廠裡學到許多機械製造知識，以後他到倫敦的一家鐘錶店當學徒。1763年瓦特到格拉斯大學工作，修理教學儀器。在大學裡他經常和教授討論理論和技術問題。1781年瓦特製造了從兩邊推動活塞的雙動蒸汽機。1785年，他也因蒸汽機改進的重大貢獻，被選為皇家學會會員。1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。一、喜歡尋根問底的孩子 瓦特1736年出生於英國蘇格蘭西部的格林諾格鎮，他的祖父曾經是一位教師，教授數學、測量學和航海學，父親原來是個造船技術工人。後來自己經營過造船業和建築業，做過儀器製造家和商人，還曾經一度擔任過小鎮的地方行政官。耳濡目染，瓦特從幼年起就隨父親學習各種手藝。他心靈手巧，從小接觸和了解了不少技術方面的知識，並養成了一種獨立思考和探索奧秘的興趣和習慣。他的家庭環境對他日後攀登技術高峰起到了一定的作用。 瓦特從小身體虛弱，到了入學年齡，仍不能去上學。過了入學年齡好幾年，他才到鎮上的學校學習。在學校裡，他不喜歡與小朋友們打鬧，只愛獨自沉思默想。關於他的童年，曾有過一個廣為人知的傳說：有一天，小瓦特在家裡看見一壺水開了，蒸汽把壺蓋衝得噗噗地跳。這種常人司空見慣的現象卻引起了他極濃厚的興趣。他目不轉睛地凝視那跳動的壺蓋和冒出的蒸汽，苦思冥想其中的奧秘。一直看了一個多小時。由於瓦特常常會面對他不熟悉、不認識的許多現象長時間地默默觀察，崐人因此說他是個“懶孩子”。其實正是這種好奇心和尋根問底的精神，後來引導他去努力探索世界的種種奧秘，攀登科學的高峰。 13歲那年，他對幾何學發生了興趣，15歲就讀完了《幾何學原理》這樣艱深的書籍。後來他進入文法學校，數學成績特別優秀。由於身體不好，他沒到畢業就退學了。但是，他在家裡堅持自學了天文學、化學、物理學和解剖學等多學科知識，並自學了好幾種外語。瓦特17歲時到格拉斯哥的一家鐘錶店裡當了學徒。他在業餘時間刻苦學習，進一步掌握了許多科技原理。在當學徒時他曾經動手製造過技術要求較高的羅盤、經緯儀等。21歲那年，他來到了格拉斯哥大學當教具實驗員，負責修理和製造儀器。他進一步熟悉了當時一些較先進的機械技術。 二、推動整個世界的發明 人類對蒸汽的認識和利用，經歷了一個漫長的歷史過程。早在公元前二世紀，古希臘人就製造過一種利用蒸汽噴射的反作用的發動機。1690年，法華人巴比首先發明瞭第一臺活塞式蒸汽機，但他未能製成實用的蒸汽機。1698年，英國的一位技師塞萊斯發明了實用的無活塞式蒸汽機。這種機器在礦井中得到應用，被稱為“礦山之友”，但受當時材料和技術的限制，無法推廣。1712年，一位毫無名氣的鐵器商紐科門發明了第一臺實用的蒸汽機。 蒸汽機是一項改變了工業發展程序的技術創新。紐科門和他的管子工助手考利偶然發現，把壓縮蒸汽通入一個圓筒能夠產生區域性真空，於是大氣壓力就可以推動圓筒裡的活塞。那樣的蒸汽機，要把一個大汽缸交替著加熱、冷卻，當然是效率極低，燒起煤來浪費非常大。但是，紐科門的蒸汽機起初是用於煤礦，那裡的煤價甚低，使用起來還是合算的，所以很快便被廣泛採用。不過，對煤的大量浪費畢竟是那種機器的嚴重缺點，特別是用於別的地方時成本就太高，因此迫切需要提高蒸汽機的效率。 大約在18世紀中期，英國工匠斯米頓和瓦特各自按照完全不同的思路分別改進課紐科門的蒸汽機。他們兩人的改進工作仍然基本上是在技藝傳統內進行的，沒有用到什麼科學的抽象。斯米頓後來當上了民間工程師協會（斯米頓協會）的主席，他採用的純粹是靠經驗辦法，有條不紊、一個一個的試驗樣機，不改動基本的設計，只是改變各個零部件的尺寸。就這樣，他把紐科門蒸汽機的效率提高了一倍。瓦特在1765年的一個星期日外出散心的時候突然想到他的解決辦法。他的想法是，紐科門蒸汽機的主要缺陷在於每一衝程都要用冷水將汽缸冷卻一次，從而耗了大量熱量，使絕大部分蒸汽沒有被有效利用。如果把蒸汽壓至汽缸外面的另一個容器中去冷卻，那麼汽缸在整個迴圈過程中就可以保持始終是熱的。避免了把汽缸一會兒加熱一會兒冷卻，對燃煤的節約自然十分可觀。瓦特自籌資金，租了間地下室，買了必要的裝置，反覆實驗，經歷了無數次挫折和失敗，在工人的幫助下，終於發明了與汽缸分離的冷凝器，解決了製造精密汽缸、活塞的工藝問題，同時採用油潤滑活塞，汽缸外附加絕熱層等措施，製成單動作蒸汽機。後經繼續試驗，又在1782年，發明了具有連桿、飛輪和離心調速器的雙動作蒸汽機，製成了新的可實用的蒸汽機。這種雙動作式蒸汽機，把閥門安裝得可利用蒸汽的壓力來推動活塞，既可向前又可向後。並藉助連桿和飛輪把活塞的直線運動變成了圓周運動。為了保持蒸汽機的勻速運轉，他把一個離心調速器連線在進汽活門上，使其自動調節進汽量。這種裝置是最早在技術上使用的自動控制器。他設計了一個和汽缸分離的冷凝器，將高溫蒸汽從氣缸中匯出並冷卻，使得主要汽缸能保持一定溫度。同時他提高了汽缸的精密度，把活塞和閥門也做得光滑、嚴密。瓦特的思路從原理上講非常新穎，效率提高也就非常驚人。透過與伯明翰的一位機器製造商博爾頓合作生產和銷售（這一合作十分成功和著名），瓦特的蒸汽機很快被使用者接受，不久以後就被廣泛應用於採煤業以外的其他工業，促進了城市制造業的大發展。到1800年時，英國已有500臺瓦特蒸汽機在各地哧哧冒氣，此後其數量更是增長迅猛。瓦特的蒸汽機成為真正的國際性發明，它有力地促進了歐洲18世紀的產業革命，推動世界工業進入了“蒸汽時代”。但是瓦特的蒸汽機仍然要依靠大氣壓力，因而必然是又大又重（有時就叫“固定機”）。到18世紀末，那樣的固定機通常被工廠用來推動機器；因為船體比較大，所以早期的汽船也能夠用大氣蒸汽機來推動。可是鐵路機車就不行，非要有體積較小的高壓機型不可。那種較小的蒸汽機是在1800年由另一位英華人特里維西克設計出來的。
瓦特1736年1月19日生於英國蘇格蘭格拉斯哥市格里諾克。童年時代的瓦特曾在文法學校念過書，然而沒有受過系統教育。瓦特在父親做工的工廠裡學到許多機械製造知識，以後他到倫敦的一家鐘錶店當學徒。1763年瓦特到格拉斯大學工作，修理教學儀器。在大學裡他經常和教授討論理論和技術問題。1781年瓦特製造了從兩邊推動活塞的雙動蒸汽機。1785年，他也因蒸汽機改進的重大貢獻，被選為皇家學會會員。1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。一、喜歡尋根問底的孩子 瓦特1736年出生於英國蘇格蘭西部的格林諾格鎮，他的祖父曾經是一位教師，教授數學、測量學和航海學，父親原來是個造船技術工人。後來自己經營過造船業和建築業，做過儀器製造家和商人，還曾經一度擔任過小鎮的地方行政官。耳濡目染，瓦特從幼年起就隨父親學習各種手藝。他心靈手巧，從小接觸和了解了不少技術方面的知識，並養成了一種獨立思考和探索奧秘的興趣和習慣。他的家庭環境對他日後攀登技術高峰起到了一定的作用。 瓦特從小身體虛弱，到了入學年齡，仍不能去上學。過了入學年齡好幾年，他才到鎮上的學校學習。在學校裡，他不喜歡與小朋友們打鬧，只愛獨自沉思默想。關於他的童年，曾有過一個廣為人知的傳說：有一天，小瓦特在家裡看見一壺水開了，蒸汽把壺蓋衝得噗噗地跳。這種常人司空見慣的現象卻引起了他極濃厚的興趣。他目不轉睛地凝視那跳動的壺蓋和冒出的蒸汽，苦思冥想其中的奧秘。一直看了一個多小時。由於瓦特常常會面對他不熟悉、不認識的許多現象長時間地默默觀察，崐人因此說他是個“懶孩子”。其實正是這種好奇心和尋根問底的精神，後來引導他去努力探索世界的種種奧秘，攀登科學的高峰。 13歲那年，他對幾何學發生了興趣，15歲就讀完了《幾何學原理》這樣艱深的書籍。後來他進入文法學校，數學成績特別優秀。由於身體不好，他沒到畢業就退學了。但是，他在家裡堅持自學了天文學、化學、物理學和解剖學等多學科知識，並自學了好幾種外語。瓦特17歲時到格拉斯哥的一家鐘錶店裡當了學徒。他在業餘時間刻苦學習，進一步掌握了許多科技原理。在當學徒時他曾經動手製造過技術要求較高的羅盤、經緯儀等。21歲那年，他來到了格拉斯哥大學當教具實驗員，負責修理和製造儀器。他進一步熟悉了當時一些較先進的機械技術。 二、推動整個世界的發明 人類對蒸汽的認識和利用，經歷了一個漫長的歷史過程。早在公元前二世紀，古希臘人就製造過一種利用蒸汽噴射的反作用的發動機。1690年，法華人巴比首先發明瞭第一臺活塞式蒸汽機，但他未能製成實用的蒸汽機。1698年，英國的一位技師塞萊斯發明了實用的無活塞式蒸汽機。這種機器在礦井中得到應用，被稱為“礦山之友”，但受當時材料和技術的限制，無法推廣。1712年，一位毫無名氣的鐵器商紐科門發明了第一臺實用的蒸汽機。 蒸汽機是一項改變了工業發展程序的技術創新。紐科門和他的管子工助手考利偶然發現，把壓縮蒸汽通入一個圓筒能夠產生區域性真空，於是大氣壓力就可以推動圓筒裡的活塞。那樣的蒸汽機，要把一個大汽缸交替著加熱、冷卻，當然是效率極低，燒起煤來浪費非常大。但是，紐科門的蒸汽機起初是用於煤礦，那裡的煤價甚低，使用起來還是合算的，所以很快便被廣泛採用。不過，對煤的大量浪費畢竟是那種機器的嚴重缺點，特別是用於別的地方時成本就太高，因此迫切需要提高蒸汽機的效率。 大約在18世紀中期，英國工匠斯米頓和瓦特各自按照完全不同的思路分別改進課紐科門的蒸汽機。他們兩人的改進工作仍然基本上是在技藝傳統內進行的，沒有用到什麼科學的抽象。斯米頓後來當上了民間工程師協會（斯米頓協會）的主席，他採用的純粹是靠經驗辦法，有條不紊、一個一個的試驗樣機，不改動基本的設計，只是改變各個零部件的尺寸。就這樣，他把紐科門蒸汽機的效率提高了一倍。瓦特在1765年的一個星期日外出散心的時候突然想到他的解決辦法。他的想法是，紐科門蒸汽機的主要缺陷在於每一衝程都要用冷水將汽缸冷卻一次，從而耗了大量熱量，使絕大部分蒸汽沒有被有效利用。如果把蒸汽壓至汽缸外面的另一個容器中去冷卻，那麼汽缸在整個迴圈過程中就可以保持始終是熱的。避免了把汽缸一會兒加熱一會兒冷卻，對燃煤的節約自然十分可觀。瓦特自籌資金，租了間地下室，買了必要的裝置，反覆實驗，經歷了無數次挫折和失敗，在工人的幫助下，終於發明了與汽缸分離的冷凝器，解決了製造精密汽缸、活塞的工藝問題，同時採用油潤滑活塞，汽缸外附加絕熱層等措施，製成單動作蒸汽機。後經繼續試驗，又在1782年，發明了具有連桿、飛輪和離心調速器的雙動作蒸汽機，製成了新的可實用的蒸汽機。這種雙動作式蒸汽機，把閥門安裝得可利用蒸汽的壓力來推動活塞，既可向前又可向後。並藉助連桿和飛輪把活塞的直線運動變成了圓周運動。為了保持蒸汽機的勻速運轉，他把一個離心調速器連線在進汽活門上，使其自動調節進汽量。這種裝置是最早在技術上使用的自動控制器。他設計了一個和汽缸分離的冷凝器，將高溫蒸汽從氣缸中匯出並冷卻，使得主要汽缸能保持一定溫度。同時他提高了汽缸的精密度，把活塞和閥門也做得光滑、嚴密。瓦特的思路從原理上講非常新穎，效率提高也就非常驚人。透過與伯明翰的一位機器製造商博爾頓合作生產和銷售（這一合作十分成功和著名），瓦特的蒸汽機很快被使用者接受，不久以後就被廣泛應用於採煤業以外的其他工業，促進了城市制造業的大發展。到1800年時，英國已有500臺瓦特蒸汽機在各地哧哧冒氣，此後其數量更是增長迅猛。瓦特的蒸汽機成為真正的國際性發明，它有力地促進了歐洲18世紀的產業革命，推動世界工業進入了“蒸汽時代”。但是瓦特的蒸汽機仍然要依靠大氣壓力，因而必然是又大又重（有時就叫“固定機”）。到18世紀末，那樣的固定機通常被工廠用來推動機器；因為船體比較大，所以早期的汽船也能夠用大氣蒸汽機來推動。可是鐵路機車就不行，非要有體積較小的高壓機型不可。那種較小的蒸汽機是在1800年由另一位英華人特里維西克設計出來的。