Джон Кей начал механизацию ткачества с помощью своего "летающего челнока" (1733), а Льюис Пол механизировал прядение с помощью системы валиков (1738). В 1765 году Джеймс Харгривз из Блэкберна, Ланкашир, изменил положение прялки с вертикального на горизонтальное, поставил одно колесо на другое, привел в движение восемь из них с помощью одного шкива и ремня и стал ткать восемь нитей одновременно; он добавлял все больше мощности к большему числу веретен, пока его "прялка Дженни" (Дженни была его женой) не стала ткать восемьдесят нитей за раз. Ручные прядильщики боялись, что это устройство лишит их работы и еды; они разбили станки Харгривса; он бежал, спасая свою жизнь, в Ноттингем, где нехватка рабочей силы позволила установить его "дженни". К 1788 году в Британии их было уже двадцать тысяч, и прялка превратилась в романтическое украшение.

В 1769 году Ричард Аркрайт, используя предложения различных механиков, разработал "водяную раму", с помощью которой вода перемещала хлопковые волокна между последовательностью валиков, которые вытягивали и растягивали волокна в более плотную и жесткую пряжу. В 1774 году Сэмюэл Кромптон объединил дженни Харгривса и валики Аркрайта в гибридную машину, которую английское остроумие назвало "мул Кромптона": попеременное движение вращающихся веретен назад и вперед растягивало, скручивало и наматывало нить, придавая ей большую тонкость и прочность; эта процедура осталась до нашего времени принципом работы самых сложных текстильных машин. Дженни и водяная рама были сделаны из дерева; мул после 1783 года использовал металлические ролики и колеса и стал достаточно прочным, чтобы выдержать скорость и нагрузку силовой работы.

В Германии и Франции уже использовались ткацкие станки, работающие от кривошипов и гирь, но в 1787 году Эдмунд Картрайт построил в Донкастере небольшую фабрику, на которой двадцать ткацких станков приводились в действие движением животных. В 1789 году он заменил эту силовую установку паровым двигателем. Два года спустя он вместе с друзьями из Манчестера основал большую фабрику, на которой четыреста ткацких станков работали на пару. И здесь рабочие взбунтовались; они сожгли фабрику дотла и пригрозили убить ее организаторов. В последующее десятилетие было построено множество ткацких станков, некоторые из них были разгромлены бунтовщиками, некоторые выжили и размножились; машины победили.

Промышленность в Англии развивалась благодаря водной энергии многочисленных ручьев, питаемых обильными дождями. Поэтому в XVIII веке мельницы возводились не столько в городах, сколько в сельской местности, вдоль ручьев, которые можно было запрудить, чтобы создать водопады достаточной силы для вращения огромных колес. В этот момент поэт может задаться вопросом, не лучше ли было бы, если бы пар никогда не заменил воду в качестве движущей силы, а промышленность, вместо того чтобы концентрироваться в городах, смешалась бы с сельским хозяйством в сельской местности. Но более эффективный и выгодный способ производства вытесняет менее эффективный, и паровая машина (которая до недавнего времени также имела романтический оттенок) обещала производить или перевозить больше товаров и золота, чем когда-либо видел мир.

Паровая машина стала кульминацией, но не продуктом, промышленной революции. Не возвращаясь к Герою Александрийскому (200 г. н.э.?), Дени Папен описал все компоненты и принципы практического парового двигателя в 1690 году. Томас Сэвери построил насос с паровым приводом в 1698 году. Томас Ньюкомен развил его (1708-12 гг.) в машину, в которой пар, создаваемый нагретой водой, конденсировался струей холодной воды, а переменное атмосферное давление двигало поршень вверх и вниз; этот "атмосферный двигатель" оставался стандартом, пока Джеймс Уатт не превратил его в настоящий паровой двигатель в 1765 году.

В отличие от большинства изобретателей того времени, Уатт был не только студентом, но и практиком. Его дед был преподавателем математики, отец - архитектором, кораблестроителем и мировым судьей в районе Гринок на юго-западе Шотландии. Джеймс не получил высшего образования, но у него было творческое любопытство и склонность к механике. Полмира знает историю о том, как тетя упрекала его: "Я никогда не видела такого праздного мальчика, как ты: ...за последний час ты не произнес ни слова, только снимал крышку с чайника и снова надевал ее, и, держа то крышку, то серебряную ложку над паром, смотрел, как он поднимается из носика, ловил и считал капли".11 Это имеет запах легенды. Однако в сохранившейся рукописи, написанной рукой Джеймса Уатта, описывается эксперимент, в ходе которого "прямой конец трубки был закреплен на носике чайника"; а в другой рукописи говорится следующее: "Я взял согнутую стеклянную трубку и перевернул ее в носик чайника, а другой конец погрузил в холодную воду".12

В возрасте двадцати лет (1756) Уатт попытался открыть в Глазго производство научных приборов. Городские гильдии отказали ему в лицензии, сославшись на то, что он не прошел полный срок ученичества, но университет Глазго предоставил ему мастерскую на своей территории. Он посещал лекции по химии Джозефа Блэка, завоевал его дружбу и помощь, и особенно заинтересовался теорией скрытого тепла Блэка.13 Он выучил немецкий, французский и итальянский языки, чтобы читать иностранные книги, в том числе метафизику и поэзию. Сэр Джеймс Робисон, знавший его в то время (1758), был поражен разносторонними знаниями Уатта и сказал: "Я видел рабочего и не ожидал большего; я нашел философа".14

В 1763 году университет попросил его отремонтировать модель двигателя Ньюкомена, используемую в курсе физики. Он с удивлением обнаружил, что три четверти тепла, подаваемого в машину, расходуется впустую: после каждого хода поршня цилиндр терял тепло за счет использования холодной воды для конденсации новой порции пара, поступающей в цилиндр; энергии терялось так много, что большинство производителей сочли машину нерентабельной. Уатт предложил конденсировать пар в отдельном резервуаре, низкая температура которого не влияла бы на цилиндр, в котором двигался поршень. Такой "конденсатор" увеличивал КПД машины на триста процентов по соотношению затраченного топлива и выполненной работы. Более того, в конструкции Уатта поршень двигался за счет расширения пара, а не воздуха; он создал настоящую паровую машину.

Переход от планов и моделей к практическому применению занял двенадцать лет жизни Уатта. Для создания очередных образцов и усовершенствований своего двигателя он занял более тысячи фунтов стерлингов, в основном у Джозефа Блэка, который никогда не терял веры в него. Джон Смитон, сам изобретатель и инженер , предсказывал, что двигатель Уатта "никогда не войдет во всеобщее употребление из-за трудности изготовления его частей с достаточной точностью".15 В 1765 году Уатт женился, и ему нужно было зарабатывать больше денег; он отложил свои изобретения и занялся геодезией и инженерным делом, составляя планы гаваней, мостов и каналов. Тем временем Блэк познакомил его с Джоном Роубаком, который искал более