13歳の時、父親に連れられロンドン万国博覧会を見学し、技術者になることを決心した。エジンバラのハイ・スクールを卒業し、マッカラム・アンド・ダンダス技術事務所で5年間の技術徒弟工。その後、海軍本部の水路測量局に勤務し、チャールズ・オットー提督率いる測量船でヘブリディーズ諸島の測量に従事。1864年、ウィリアム・マカンダリシュ技術事務所に雇われ、2年間、ブルガリアのヴァルナ鉄道建設に従事。