En 1923 se matriculó en la Facultad de Ciencias (Matemáticas) de la Universidad de Madrid, pero tuvo que abandonar esta nueva carrera espoleado por su paisano Juan Zaragüeta que le indujo a prepararse para las oposiciones de una cátedra de reciente creación. En la Residencia de Estudiantes conoció a Einstein que le marcó profundamente. En diciembre de 1926 gana las oposiciones a la cátedra de Historia de la Filosofía de la Universidad de Madrid. Entre 1930-1931 residió en la Harnack Haus visitando la Universidad de Berlín donde tuvo ocasión de conocer a importantes personalidades relacionadas con la Física y ahondar en su estudio de Husserl y Heidegger. En 1934 participó en un curso de verano sobre las derivaciones filosóficas de las nuevas teorías físicas de la Universidad Internacional de Verano de Santander junto con Julio Palacios y Erwin Schrödinger, cuya La Nueva Mecánica Ondulatoria tradujo al castellano, así como también La física del átomo de Arthur March. Ese año aparece su "La Nueva Física: un problema de Filosofía" en la revista Cruz y Raya, primera de sus aportaciones a una visión filosófica de las teorías de la relatividad y la mecánica cuántica, incorporada luego a su primer libro (1944).