«Театральная линия» в жизни Иосифа Шапиро была, однако, короткой. Его призвали в армию. Окончив артиллерийское учили ше, он направился на фронт и провоевал до конца войны. А вернувшись из армии, Ося решил оставить свои мечты о театральной сиене и с головой ушел в науку в организованном (академиком Д.В. Скобельцыным) институте при МГУ, занимавшимся физикой ядра, — НИФИ-2. Очень скоро он стал там одним из ведущих молодых ученых.
К этому времени и я вернулся в Москву вместе с Академией Жуковского, все еще мечтая о театре. Наша дружба с Осей продолжилась — мы с моей женой Александрой Зильберман, которая тоже была участницей наших довоенных спектаклей, часто бывали в гостях у его родителей в Марьиной Роще, участвовали там в семейных праздниках и тогда же познакомились с его будущей женой Юлей — девушкой исключительной красоты и обаяния.
В апреле 1946 года у меня дома раздался телефонный звонок, и Ося спросил меня, не хочу ли я, чтобы он (Ося) меня демобилизовал из армии. Я с радостью ответил утвердительно. Ося тогда исполнял обязанности заместителя директора НИФИ-2 академика Скобельцына, получившего право отзывать отовсюду бывших старшекурсников физического факультета для подготовки специалистов по ядерной физике. Он включил мое имя в соответствующий список, вскоре я был демобилизован и стал снова студентом, собираясь при этом как можно скорее осуществить свою мечту — поступить наконец в театральное училище. Однако Ося просил меня с этим повременить (ему было бы неудобно перед Скобельцыным), и я решил, что отложу свои театральные намерения до осени, а пока буду посещать лекции и занятия на физфаке. И вот этим летом — 1946 года — во мне произошел сам собой какой-то внутренний переворот. Я пришел к выводу, что моей профессией должна стать именно физика и что в театр мне переходить не следует. Не уверен, что со мной происходило тогда то же, что и с Осей, когда он принимал свое решение об отказе от артистической карьеры, но, возможно, какая-то психологическая аналогия здесь была. Впрочем, настаивать на этом не буду. Впоследствии, если бы Осю спросили, не жалеет ли он о принятом решении, думаю, он ответил бы решительным «нет». Он был человеком с сильным интеллектом и твердой волей и скорее всего не был подвержен гамлетовской рефлексии. Когда же у меня спрашивали ( и спрашивают до сих пор) об этом, я не знал и не знаю правильного ответа...
Через год я начал делать дипломную работу в лаборатории Иосифа Шапиро в НИФИ-2 и в течение почти целого года испытывал большую радость тесного каждодневного общения со своим старым другом. Моим официальным руководителем был академик И.М. Франк, однако основную помощь в проведении работы мне оказывал Ося: с ним мы обсуждали, что и как надо делать, и он помогал мне осуществлять придуманное.
Теперь мало кто знает, что Ося в то время был экспериментатором и сооружал управляемую камеру Вильсона для изучения редких космических ливней. Это была, насколько мне известно, первая в СССР камера , работавшая в таком режиме, что срабатывание происходило лишь в случае прохождения космических частиц через установку. Само срабатывание сопровождалось довольно сильным грохотом, и эта установка, стоявшая в Осином кабинете, где он принимал посетителей как заместитель директора института, служила отличным полигоном для испытания нервов. Приходившие к нему садились в кресло рядом с его столом, ни о чем не подозревая, и вдруг раздавался оглушительный 'выстрел, от которого редко кто не подскакивал на месте.
Одновременно Ося вместе со своим бывшим сокурсником И. Эстуллиным соорудил в соседней комнате установку, с помошью которой был осуществлен (впервые в мире) поиск электрического заряда нейтрона. Эта работа, до сих пор цитируемая в литературе, является классическим исследованием фундаментальных свойств этой элементарной частицы.