Имя существительное, которому предшествует два или несколько определений, ставится в форме единственного числа, если между определениями стоят противительные, разделительные или сопоставительные союзы. Союз как... так и сопоставительный, поэтому верно: Изменяется как большую, так и в меньшую сторону.

Предлог повторяется, если однородные члены соединены сопоставительными союзами (не только... но и – сопоставительный союз): Нужно задуматься не только о разработке, но и о поддержке магазина.

В «Справочнике по русскому языку: правописание, произношение, литературное редактирование» Д. Э. Розенталя, Е. В. Джанджаковой, Н. П. Кабановой содержится рекомендация повторять предлог, если однородные члены соединены сопоставительными союзами (союз как... так и сопоставительный). Поэтому верно: как в науке, так и в искусстве.