1712年，英國人紐可門設計製造的世界上第一台蒸汽機終於誕生了。這是世界曆史上第一台獨立的機械動力機器。它的發明，標誌著人類將熱能轉化為機械動力的開始，奏響了工業革命的序曲。然而，50年之後，隨著工業生產規模的擴大，紐可門蒸汽機的弊端暴露出來：效率低下，用途單一。對蒸汽機進行改造，是時代需要，勢在必行。
於是，在18世紀下半葉，不少有誌之士致力於紐可門蒸汽機的研究改造。
其中最負盛名的，要數斯米頓了。斯米頓在青年時期，從事過冶金、橋梁、海港、河運等方麵的工程設計與施工，幾乎走遍了整個英國，取得了輝煌的成就。在各項工程設計中，他接觸過包括紐可門蒸汽機在內的各種動力機械，並研製了很多風車、水車之類的動力機械。因此，英國人稱他是“近代第一個工程學家”，“英國第一流的機械師”。18世紀60年代，他迷上了紐可門蒸汽機，並開始深入研究。他對外宣稱：“我要製造一台優秀的蒸汽機。”所有的人們都相信他會取得成功，因為他是全英國最優秀的機械師。
思維嚴謹，考慮縝密，工作認真，是斯米頓之所以能取得一項項優異成績的絕招，研製蒸汽機自然也不會例外。他搜集調研了各種型號、規格的紐可門蒸汽機，甚至將英國各地所有能找到的正在使用的100多台蒸汽機的技術數據，都做了對比統計，列出了詳細的表格。
應該說，他的工作是卓有成效的。他在厚厚的一遝表格中沙裏淘金一樣準確地找到了目標：37號。他經過綜合分析，排列序號為第37號的紐可門蒸汽機效率最高。於是，37號機被作為樣本選取出來，斯米頓以它為藍本，製造了一組試驗模型，逐項進行比較。經過整整三年時間，進行了130多次的定量實驗分析，他終於掌握了從製造1馬力蒸汽機到76馬力蒸汽機的所有關鍵實驗數據。他也從中得出了一個結論：“製造蒸汽機，功率不能太大，也不能太小，8～10馬力處在效率拋物線的最高點，是最佳選擇。”在他的主持下，一台8馬力的新的紐可門式蒸汽機開始製造。