Можно ли в два слота одновременно поставить две разных по объёму памяти?

В первую очередь все зависит от совместимости, во вторую - от режима работы памяти. Данная ситуация действительно зависит от совместимости каждого модуля памяти с материнской платой и между собой. Ситуации бывают очень разные. Еще больше неопределенности вносят различные режимы работы. Например, запустить в одноканальном режиме такое сочетание будет проще, а в двухканальном - сложнее. При этом, даже если и запустите, то в двухканальном режиме у вас будет только 1 Гб памяти, а в одноканоальном - 1,5 ГБ. В двухканальном режиме размер идет по удвоению размера наименьшего модуля. Так что остается только экспериментировать и играться настройками в BIOS, добиваясь успешной совместимости.

Необходима документация к материнской плате, потому что:

1) не все материнские платы поддерживают установку разных модулей памяти;

2) порядок установки в разные слоты может меняться.

И это зависит не только от размера оперативки, которую вы желаете установить, нужна более детальная информация о планках. В одном вы правы - методом "научного тыка" это делается быстро и без вреда для комплектующих.