Para aquellos que se preguntan qué es InstantRun (primer ajuste en la imagen):
Y sí, deshabilitar esa configuración soluciona el problema.
Editar 19/01/16
'com.android.tools.build:gradle:2.0.0-alpha6' fue lanzado hace tres días. Usando esa nueva versión, el error "Split lib_main fue definido varias veces" desapareció y la instalación de la aplicación se realizó correctamente, pero ahora aparece un error de tiempo de ejecución:
java.lang.RuntimeException: Unable to instantiate application
com.android.tools.fd.runtime.BootstrapApplication:
java.lang.ClassNotFoundException: Didn't find class
"com.android.tools.fd.runtime.BootstrapApplication" on path:
DexPathList[[zip file "/data/app/com.onegravity.k10.pro2-2/base.apk",
zip file "/data/app/com.onegravity.k10.pro2-/split_lib_main.apk"]
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: Didn't find class
"com.android.tools.fd.runtime.BootstrapApplication" on path:
DexPathList[[zip file "/data/app/com.onegravity.k10.pro2-2/base.apk",
zip file "/data/app/com.onegravity.k10.pro2-2/split_lib_main.apk"]
Suppressed: java.io.IOException: No original dex files found for dex location
/data/app/com.onegravity.k10.pro2-2/base.apk
Suppressed: java.lang.ClassNotFoundException:
com.android.tools.fd.runtime.BootstrapApplication
Desactivar la ejecución instantánea elimina ese error. Esperemos com.android.tools.build:gradle:2.0.0-alpha7 ...
Editar 25/01/16
'com.android.tools.build:gradle:2.0.0-alpha7' fue lanzado hace dos días.
Obteniendo la misma excepción que con 2.0.0-alpha6