大明第三年九月15晚上，祖冲之在戴法兴的宴会上，预测月食的成功。这对祖冲之的鼓舞很大。

但这些天来，他却很苦恼。华林学省优裕无聊的生活早已使他感到厌烦，虽然在空余时间照样可以搞研究，但毕竟要分散他不少的精力。再说，戴法兴虽然暂时没对他采取行动，但戴法兴这个人他是知道的，说不定哪一天就会给他加个什么罪名。

说来也巧，正当祖冲之苦闷的当儿，南徐州(今江苏镇江)的刺史(一州的长官)刘延孙邀请他去担任从事史。从事史是刺史的助手，在南北朝时，州一级的长官有权邀请一些人担任自己手下的官员，并不一-定要由皇帝任命。祖冲之得到这个消息后，满心欢喜。他想，这可是个逃出“牢笼”的好机会，所以祖冲之就高高兴兴地去了。

祖冲之到了南徐州后，除了做一些必做的职内之事外，大部分空余时间都用来研究天文。他在自己新住处的院子里设置了圭表、计时器、浑仪等。在古代，要研究天文，这几种仪器都是少不了的。

圭表也叫土圭，现在看来很简单，就是在平地上立一直杆，杆子有一定的长度，起先较短，西汉以后，使用的杆子就有八尺之高了(这可以提高测量精度)。在正北的地上有带刻度的线，以标明正午杆影的长度。利用圭表可以计算出太阳的高度和测量冬至、夏至的日期。公元前一世纪成书的《周髀算经》中就记载着两个叫商高、陈子的人利用立杆测定日影，再用勾股定理推算日高的方法。

计时器是古代计时的工具。一般有二个桶组成，上面的桶中盛水，下面的桶中立一个很轻的“浮箭”，上有刻度(古代把一昼夜分为一百刻)。上面桶中的水均匀地滴入下面的桶中，“浮箭”上升指明时刻。

浑仪也叫浑天仪，用它可以测定天体的方位。在公元十七世纪望远镜出现以前，人们一直使用它。我国在公元前四世纪已经有浑仪了。最原始的浑仪是由两个圆环组成的。以后经过不断地改进，到东汉的张衡时，又经过他的一番改造，便认较完善了。现在在南京紫金山天文台还保存着一架几经周折才留下来的浑仪呢!

研究天文，最重要的是准确测出冬至的时刻，只有冬至日测准了，才能准确地预报季节，准确地得出-年的长度(古代称为岁实)。所以，我国古代的天文学家对此都非常重视。前面提到过的天文学家何承天就曾经几十年如一日地测量，从而编出了当时较好的历法《元嘉历》。