先来看句子：He is the man that I collaborate with in writing the book. 先把结论直接说清楚，这是一个定语从句，引导词是that，这个引导词完全可以换成who，而且在日常口语和写作里，用who其实比that更自然、更地道。我们先把句子拆开讲明白，整句话的主干是He is the man，意思就是“他就是那个人”，信息其实并不完整，读者听完会好奇，到底是哪个人？后面的that I collaborate with in writing the book就是用来补充说明这个man的，告诉我们是“和我一起合著这本书的那个人”，这种用来修饰限定前面名词、给名词增加信息的从句，就是定语从句，作用就像一个加长版的形容词，只不过放在了名词后面。
这里的先行词，也就是被修饰的词是the man，指代人，引导词用的是that，在从句里不充当主语，而是介词with的宾语，完整还原一下从句就是I collaborate with the man，所以引导词本质上替代了the man，放在从句开头起连接作用。很多人会疑惑，指代人到底能不能用who，答案是肯定的，而且非常推荐，当先行词是人，并且引导词在从句中作宾语时，who和that通用，原句改成He is the man who I collaborate with in writing the book完全正确，语法上挑不出任何问题，日常交流和正式写作都常用，反而只会用that会显得有点刻板。
那是不是所有情况who和that都能互换？其实不是，这里要区分清楚场景，避免用错。第一种，先行词是人，引导词作主语，只能用who或者that，不能省略，比如The girl who/that helps me with English is my classmate，那个帮我补英语的女孩是我同学，这里who和that都可以，不能互换别的词。第二种，先行词是人，引导词作宾语，who、that、whom都可以，还能省略，这正是你这个句子的情况，比如He is the man (who/that/whom) I met yesterday，他就是我昨天见到的那个人，三个引导词任选，甚至直接去掉都没问题，句子依然通顺。第三种，先行词是物，只能用that或which，不能用who，比如This is the book that/which interests me，这就是那本让我感兴趣的书，这里绝对不能换成who，一换就语法错误，这是最容易踩的坑。第四种，介词提前时，只能用whom不能用who和that，比如He is the man with whom I collaborate in writing the book，这种结构更正式，介词with放在引导词前面，就必须用宾格形式whom，不能用who或者that，这也是考试和正式写作里常考的知识点。
还有几种特殊情况只能用that不能用who，比如先行词被最高级、序数词修饰，或者先行词是不定代词，又或者人和物同时出现时，必须用that，比如He is the best man that I have ever worked with，他是我共事过的最好的人，这里best是最高级，只能用that不能用who，再比如The people and the things that he talked about are interesting，他谈论的人和事都很有趣，有人有物，只能用that。
再回到你的原句，之所以能换who，核心原因就是先行词是单纯的人，没有特殊修饰词，引导词在从句中作宾语，满足互换的所有条件，换成who后句子更贴合日常表达，不会有任何语法问题。很多人学定语从句时总混淆that、who、whom、which，其实抓住一个核心就行，先看先行词是人还是物，再看引导词在从句里作什么成分，是人作主语或宾语，优先用who，是人作介词后的宾语且介词提前，用whom，是物就用which或that，遇到特殊强制用that的情况就记住规则，不用死记硬背，多对照例句就能熟练掌握。
总结一下，你给出的句子是修饰名词man的定语从句，引导词为that，该引导词可以替换为who，替换后语法正确且更自然，先行词为人、引导词在定语从句中作宾语时，who、that、whom可通用且可省略，先行词为物时只能用that或which，介词提前时只能用whom，特殊修饰情况下只能用that，分清先行词和引导词成分，就能轻松搞定这类定语从句，再也不会用错引导词。更多英语基础语法知识，可以查阅机农的新专栏：https://mp.weixin.qq.com/mp/appmsgalbum?__biz=Mzg5ODYyOTYwOA==&action=getalbum&album_id=3884066914221342720#wechat_redirect