Sau khi Tống Hiếu Vũ Đế lên ngôi, vương triều Tống nhanh chóng suy yếu. Chính trong thời kỳ đó lại xuất hiện 1 nhà khoa học kiệt xuất là Tổ Xung Chi. Ông nội Tổ Xung Chi tên là Tổ Xương, giữ chức quan đứng đầu ngành xây dựng của triều Tống. Sống trong gia đình như vậy, từ nhỏ Tổ Xung Chi đã đọc rất nhiều sách. Mọi người đều ca ngợi ông là 1 thanh niên học rộng. Ông đặc biệt ham thích toán học, cũng thích nghiên cứu thiên văn, lịch pháp, thường xuyên quan sát sự vận động của mặt trời và các thiên thể, và ghi chép lại tỉ mỉ. Tống Hiếu Vũ Đế nghe thấy tiếng ông, liền cử ông đến làm việc ở 1 cơ quan chuyên nghiên cứu khoa học lúc đó, có tên là "Hoa Lâm Học Tinh". Ông vốn không thích làm quan, nhưng làm việc ở đó, ông có điều kiện chuyên tâm vào nghiên cứu toán học và thiên văn.

Các triều đại Trung Quốc đều có đặt chức quan nghiên cứu về thiên văn và căn cứ vào kết quả quan sát thiên văn mà đặt ra lịch. Đến triều Tống, lịch pháp đã có tiến bộ lớn, nhưng Tổ Xung Chi phát hiện thấy vẫn còn đó điểm chưa đủ chính xác. Ông căn cứ vào kết quả nghiên cứu lâu dài của mình, biên soạn ra 1 lịch mới, gọi là lịch Đại Minh (Đại Minh - niên hiệu của Tống Hiếu Vũ Đế từ 457 đến 465). Loại lịch này qui định số ngày của mỗi năm hồi qui (năm hồi qui là thời gian giữa 2 kỳ đông chí) chỉ sai khác với sự đo đạc của khoa học hiện đại có 50 giây, đo số ngày của 1 chu kì đi vòng quanh trái đất của mặt trăng chỉ sai với sự đo đạc của khoa học hiện đại chưa tới 1 giây. Đủ thấy sự tính toán của Tổ Xung Chi lúc đó đã đạt tới trình độ chính xác khá cao. Năm 462, Tổ Xung Chi xin Tống Hiếu Vũ Đế cho ban hành lịch mới. Tống Hiếu Vũ Đế triệu tập các đại thần lại bàn bạc. Một đại thần vốn được hoàng đế tin cậy nhất, tên là Đái Pháp Hưng phản đối, cho rằng Tổ Xung Chi dám tự tiện thay đổi lịch cổ, đổi lịch cổ là 1 hành vi "ly kinh bạn đạo", không thể chấp nhận được.

Tổ Xung Chi dùng các cứ liệu nghiên cứu được, trực tiếp phản bác lại sự phê phán của Đái Pháp Hưng. Đái Pháp Hưng cậy thế được vua yêu, liền quyết đoán 1 cách ngang ngược: "Lịch pháp là do người xưa đặt ra. Người đời sau không được thay đổi".

Tổ Xung Chi không nể nang gì, trả lời nghiêm chỉnh: "Nếu quả thật ngài có luận cứ thực tế nào thì xin cứ đưa ra biện luận, không nên dùng những lời suông rỗng để dọa người".

Tống Hiếu Vũ Đế muốn giúp Đái Pháp Hưng, liền chọn 1 số người hiểu lịch pháp đến tranh luận với Tổ Xung Chi. Ý kiến phản bác của họ đều bị Tổ Xung Chi đánh đổ. Nhưng Tống Hiếu Vũ Đế vẫn không ban hành lịch mới. Mãi tới 10 năm sau khi Tổ Xung Chi mất, lịch Đại Minh do ông soạn ra mới được ban hành. Dù tình hình xã hội lúc đó hết sức không ổn định, nhưng Tổ Xung Chi vẫn miệt mài nghiên cứu khoa học. Thành tựu lớn nhất của ông là trong lĩnh vực toán học. Ông từng nghiên cứu và chú giải tác phẩm toán học cổ "Cửu chương toán thuật" (là tác phẩm toán học cổ nhất còn truyền lại tới nay của Trung Quốc, xuất hiện vào khoảng thời Tần - Hán, gồm 9 chương, đề cập tới nhiều tri thức về số học, phương trình đại số và hình học). Ngoài ra ông còn viết cuốn "Xuyết thuật" (là phương pháp tổ hợp). Nhưng cống hiến lớn nhất của Tổ Xung Chi là đã tìm ra trị số khá chính xác của số Pi (π). Qua quá trình tính toán gian khổ, lâu dài, ông tính được trị số của Pi nằm giữa 3,1415926 và 3,1415927, trở thành nhà khoa học đầu tiên trên thế giới tìm ra số Pi với 7 số lẻ.

Về phát minh khoa học, Tổ Xung Chi là người có tài năng nhiều mặt. Ông đã chế ra xe chỉ nam. Khi lắp đặt lên xe, dù có chuyển hướng thế nào thì người đồng trên xe vẫn chỉ tay về hướng nam (đáng tiếc, phát minh này của Tổ Xung Chi chỉ được các hoàng đế Trung Hoa sử dụng như 1 trò chơi giải trí mà không đem ứng dụng ngay vào hàng hải và các kỹ thuật khác). Ông còn chế ra "Thiên lý thuyền" (thuyền đi ngàn dặm) và tổ chức thí nghiêm tại Tân Đình Giang (ở tây nam thành phố Nam Kinh hiện nay). Loại thuyền này 1 ngày có thể đi được hơn 100 dặm. Ông còn cho lợi dụng sức nước để làm quay cối đá, phục vụ cho việc xay, nghiền ngũ cốc.

Sau khi Tổ Xung Chi chết đi, con ông ta là Tổ Cánh, cháu nội là Tổ Hạo kế thừa sự nghiệp của ông ta; đã cần cù nghiên cứu toán học và lịch pháp. Theo nói lại, Tổ Cánh trong khi nghiên cứu khoa học đã tập trung tinh thần cao độ, ngay cả khi sấm rền, sét đánh cũng không nghe thấy. Ông thường vừa đi vừa suy nghĩ về đề tài nghiên cứu. Một lần, ông đang đi đường thì trước mặt có 1 viên quan to là Từ Miễn đang đi tới. Tổ Cánh không hề hay biết, cứ bước đâm sầm vào Từ Miễn. Tới khi Từ Miễn vội lên tiếng, Tố Cánh mới như ngủ mê sực tỉnh, vội vàng chào hỏi và xin lỗi. Từ Miễn thấy ông suy nghĩ quên cả đất trời như thế, cũng không quở trách gì. Những năm cuối đời của Tổ Xung Chi, Tiêu Đạo Thành người chỉ huy quân cấm vệ của triều Tống đã diệt Tống. Năm 479, Tiêu Đạo Thành xưng đế, lập nên triều Nam Tề. Đó là Tề Cao Đế.