1.一个不同寻常的孩子
在英国的苏格兰地区有一个小市镇，叫做格利诺克。镇上有一户人家，男主人叫杰姆斯·瓦特，是一位造船工人，自己开了一家造船厂，女主人叫阿格纳斯，是一位温柔贤淑的主妇。
1736年1月19日，女主人生下了一个男孩子，夫妇俩十分高兴，但看着这个皮包骨头瘦弱的孩子，又不免暗暗担心。
为了让这个孩子将来能像他父亲一样强壮，夫妇俩给他取了个和父亲一样的名字——杰姆斯，平时都亲昵地叫他杰米。
由于母亲细心的照料，这个瘦弱的孩子总算没有夭折，一天一天地长大了。
幼年的时候，他体质很弱，经常头痛，到10岁时，还经常偎在母亲身边，不去学校读书，而由母亲教他认字和数学。瓦特上学后，他的学习成绩并不好，而且，体育也很差。他不喜欢和同学在一起玩，讨厌剧烈的活动，常常一个人坐在一旁沉思默想，同学们说他是有神经质的“呆子”。多数老师也认为瓦特“不爱学习”，说他是“学习劣等生”。
有一天，瓦特到姑母家去玩，在那里吃晚饭，吃到一半的时候，看见壶里的水开了，蒸汽把壶盖冲得噗噗作响，这种现象吸引了他。他目不转睛地盯着壶盖，在炉旁待了一个多小时。他觉得奇怪，这是怎么回事？便忘了吃饭，拿着玻璃杯，放在壶口，想了很久。姑妈看见了，说他是“傻孩子”。可谁料想得到，瓦特后来发明蒸汽机，就是从这件事受到启发的呀！
父亲的工厂里面，除了人家订制的各种船上用具之外，还有许多装饰船头用的雕刻物、炮架、滑车等，零零碎碎地堆满了各个角落。东西又杂，厂房又小，所以工厂里简直零乱不堪。
但这却是杰米经常来玩的地方。父亲一看到小杰米老在机械四周走来走去，总是把他抱开。可是过一会儿他又跑回来，用木屑或碎板当做玩具，玩个不停。
父亲没有办法，只得把一个小工具箱给了杰米。杰米有了这些东西，马上就像工人那样，很熟练地使用起这些工具来。
因此，杰米进数学班以后，就能轻而易举地用圆规或定规制出精美的模型来了。
有一天下班以后，工人们都回去了，可是工厂内却还隐隐约约传来敲敲打打的声音。
“咦，这是怎么回事？”
父亲悄悄地把工厂的门打开，只见光线微明的窗边，杰米正弯着身子，蹲在工作台上工作！
不知道什么时候学来的功夫，他的动作竟像个熟练的工人，这让父亲不禁大吃一惊。
“杰米！”父亲喊着。
“哦，爸爸！？”
“你在做什么？”
“这个……这是爸爸的起重机。”杰米说着就笑了起来。
原来他在学着做爸爸用来安置在码头上的起重机。
“嗯！做得倒也不错，但是这个地方应当这样。”
就在小杰米即将从中学毕业的时候，家里人打算送他去上大学，可这时却发生了一件出人意料的事。
父亲杰姆斯的一只可以跑远洋的大帆船在海上被风浪打碎了。船上损失货物的赔偿，还有船员们的死亡抚恤，所有这一切，都要落到他这个船主身上，更令人悲痛的是，小杰米的弟弟约翰也在海难中丧生了。杰姆斯只好变卖家产，该赔偿的赔偿，该抚恤的抚恤，咬着牙把这个苦果吞了下去。
母亲阿格纳斯听到儿子在大海上遇难的消息后，悲痛欲绝，一病不起，不久就告别了人世。
小杰米再也不能像以前那样悠闲地读书了，大学梦也随之破灭了，他已渐渐地到了不得不思考如何自立的年龄。
2.漫漫发明路
1757年，瓦特21岁的时候，到格拉斯哥大学当维修工人，负责修造教学仪器。这是他一生中的重大机遇。在学校里，他认识了化学家布莱克，还有后来成为物理学家的鲁宾逊，三个人成了好朋友。瓦特从他们那里学到了很多科学知识，同时对蒸汽机发生了浓厚兴趣。
那个时候，英国人已经开始使用蒸汽为动力的机器了。1698年，英国人塞维利制造了第一台蒸汽泵，用蒸汽把水压到高处，推动机器转动。后来到了1705年，有个叫纽科门的铁匠，又在此基础上，制出了第一台蒸汽机，很快被工业部门采用，并传到欧洲各国。可是这种蒸汽机消耗的燃料特别多，功率也低，使用起来也不方便。
由于天文系在格拉斯哥大学是新近才设立的，所以杰米所修理的仪器，在该校来说，还是件稀罕的东西。
因此，常有拿着实验仪器来问瓦特的教授：“对不起，瓦特先生，请你帮我看一看。”
瓦特的自信心越来越强了。
随后，他回家与父亲商量；在学校附近开了个教学仪器店。
这件事，对瓦特的人生道路有着重大的影响，使他这一位普通的工人，迈进了大学的校门。
瓦特的店铺设在大学的角落里，但正好处在街边，校外的订货可以自由出入。
每天早晨，在学校还没开门之前，瓦特就已经把店门打开，努力地工作了。
不知不觉中，这里就成了教授和学生们的俱乐部了，他们都喜欢与这位纯朴、乐天、坦率，且见地又与众不同的年轻人交往，并且，在瓦特的店里，他们可以方便地看到各种器械模型。
这一天，鲁宾逊来找瓦特，对瓦特说：
“瓦特先生，我有一个特别的生意想和你谈谈！”
“噢？什么特别的生意！”瓦特好奇地问。
鲁宾逊说：“你知道，在古代，人类尚未具有高智慧的时候，只知道凭借自身的力量办事，到人类渐渐地变聪明后，就想到利用动物的力量了。
“譬如说搬运东西，最初人类是把东西扛在肩背上来搬运的，到了明白把东西放在车子上用马来拉的时候，人类的力量已增加了几倍，甚至几十倍了。
“但是这还不行，除了动物之外，必须再想出其他更强的动力来移动车子。究竟有没有这种动力呢？”
说完，鲁宾逊等待瓦特的答复，可是一看到瓦特默然不语，鲁宾逊又继续说下去。
“有的，我想是有的，那就是蒸汽的力量。我想，用蒸汽来推动的车子一定会被发明出来的。”
瓦特把眼睛睁得圆圆的，望着他的脸，可是鲁宾逊越讲越有劲儿，又继续说了下去。
“用蒸汽来推动车子的构想虽然让人感到诧异，可是那绝不是梦想啊！不是早就有纽科门所发明的抽水蒸汽水泵，被人们普遍使用着吗？使用于抽水的动力，和用做推动车子的动力原理是相同的啊！”
“你说得挺有道理。”瓦特听得津津有味。“事实上，我不过是今天才学到有关纽科门蒸汽机的知识的，虽然对于它的原理与构造方面都已有所了解，但是，这种了解是无济于事的。要想从中产生一种新的东西来，非得具有非凡的想象力与发明能力。
“瓦特先生，只要我们两人肯合作，哪有办不到的事情？你想不想尝试以蒸汽推动车子的发明呢？”
“当然想！”瓦特对这一新的目标产生了浓厚的兴趣。
第二天，他马上跑到格拉斯哥大学的图书馆，找出有关蒸汽机械的书籍，然后根据原理并开始实验起来。
他设法找到一个蒸煮器（就是现在高压锅的最初的雏形），把它用作产生蒸汽的装置，他把一个装有密封活塞块的小注水器连接到蒸煮器上，并在蒸煮器和注水器之间装上一个阀门，这个阀门可以朝上、下两个方向转动；根据阀门的转动方向，既能使蒸汽进入汽缸（即小注水器），也能把它全部排放出去。
瓦特将阀门扭动，蒸汽进入汽缸，小活塞被蒸汽往上顶，这股力居然能举起7公斤重的东西。
“啊，动起来了！动起来了！”瓦特和鲁宾逊都控制不住自己的惊喜。
正当他们打算同心协力大干一场的时候，鲁宾逊毕业了，他要去海军服役，离开了格拉斯哥大学。瓦特只好独自继续蒸汽机械的研究。
了解了蒸汽机械的历史，瓦特迫切要看到的就是纽科门的机械了。
刚好就在这个时候，瓦特听说格拉斯哥大学的标本室里，有一架纽科门机械的模型。
瓦特就把这个模型带回店铺去了，这是他第一次看到纽科门机的模型。
瓦特马上把模型机械一一拆开，这是他一向的作法。直到领会了它的构造和操作方法之后，瓦特才将损坏的地方完全修好，再好好地装配起来。
瓦特迫不及待地生起了火，把火放在锅炉底下，想转动模型看看。
水一开就冒出许多蒸汽来，扭动阀门，蒸汽就进入了那个小汽筒内，咕咚咕咚地开始转动了起来。
“啊！动了！动了！”但是奇怪的是活塞只动了三四下就停止了。
“咦！怎么回事？”瓦特又重新试验了一下，但结果还是一样。
三次、四次、五次……做了好几次，活塞仍然半途就停了下来。
“奇怪！这是什么缘故呢？”瓦特在想。
他立刻到图书馆去翻查书本，看什么地方有问题，但是却得不到结果。要想弄清这个问题，除了再次实验之外，别无他途。
瓦特把模型机械的各部分又重新检查了一番，在经过好几次同样的试验之后，终于发现了问题所在。汽筒是用黄铜制的，这样使加热和冷却都比较慢。应该采用铁制的汽筒。
另外，更重要的一点是：无法使机器顺利转动的原因是汽筒的温度问题。蒸汽一遇冷就立刻凝结起来，所以，最初把蒸汽从锅炉输送到汽筒里去的时候，为了不使蒸汽无谓的凝结，汽筒就必须保持在摄氏100度以上。
可是要想把满汽筒的蒸汽凝结，使之成为真空，则又得把汽筒的温度下降到常温，也就是摄氏15度以下了。
在汽筒内喷射冷水，目的就是为了促使温度迅速下降，使蒸汽早点凝结。也就是说，汽筒必须不断地被加热和制冷。
可是问题却是：一旦冷却了汽筒的温度，要想把它再升高到沸点，势必要消耗掉大量的蒸汽。
纽科门的发明到这一点就不能继续了。
而瓦特却是身兼学问和技术的真正的发明家。他对于纽科门机的结构和作用，始终抱着一种严谨的态度去研究，结果他发现了它的缺点。
好几天以来，他总是坐在工作台前面，连实验也懒得去做。有时坐在已经停止转动了的机械前面，静静地沉思，然后站起来，嘴里嘟囔着，在房间里走来走去。