A.- Le 16 juillet 1998, trente-deux caisses-maladie, toutes représentées par la Fédération vaudoise des assureurs-maladie (ci-après : FVAM), ont requis la constitution du Tribunal arbitral des assurances du canton de Vaud dans le litige qui les oppose au docteur P._, médecin, auquel elles réclament la restitution d'une somme de 122'000 francs avec intérêt à 5 % l'an dès le 1er juillet 1996 au titre d'honoraires reçus à tort.
Après l'échec de la tentative de conciliation, le tribunal arbitral a été constitué. D'entrée de cause, le défendeur a contesté la recevabilité de la demande et, après un échange de mémoires complémentaires à ce sujet, les parties ont convenu, avec l'accord du tribunal, que celui-ci statuerait à titre préjudiciel sur cette seule question.
B.- Par jugement du 4 novembre 1999, le tribunal arbitral a déclaré la demande irrecevable et mis les frais de la cause, par 3000 francs, à la charge des demanderesses sans allouer de dépens.
C.- Les demanderesses, toujours représentées par la FVAM, interjettent recours de droit administratif contre ce jugement dont elles requièrent l'annulation, en invitant le Tribunal fédéral des assurances à déclarer recevable leur demande et à mettre les frais de la cause ainsi qu'une indemnité de dépens de 5000 francs à la charge "des défendeurs" (sic).
Le docteur P._ conclut, sous suite de dépens, au rejet du recours. De son côté, l'Office fédéral des assurances sociales ne s'est pas déterminé.

Considérant en droit :
1.- Aux termes du procès-verbal de l'audience du tribunal arbitral du 4 novembre 1999, les parties se sont déclarées d'accord que le jugement du tribunal arbitral, portant uniquement sur la question de la recevabilité de l'action, "puisse être déféré devant le Tribunal fédéral des assurances, quelle que soit la solution finale.. "
Or, il va de soi que seul le Tribunal fédéral des assurances est habilité à décider quelles causes peuvent être portées devant lui en vertu de l'<ref-law>. Cependant, la question n'a pas d'intérêt dans le contexte du cas d'espèce, du moment que le tribunal arbitral a jugé la demande irrecevable. Ce n'est que s'il était arrivé à la conclusion inverse, dans le cadre d'un jugement partiel sur le fond, que la question de la recevabilité du recours de droit administratif aurait pu se poser (cf. <ref-ruling> consid. 1 et les références). En déclarant la demande irrecevable, l'autorité cantonale a tranché la cause au fond par un jugement final, de sorte que le recours formé par les caisses demanderesses est recevable de ce chef.
2.- Le jugement attaqué n'ayant pas pour objet l'octroi ou le refus de prestations d'assurance (<ref-ruling> consid. 1), le Tribunal fédéral des assurances doit se borner à examiner si les premiers juges ont violé le droit fédéral, y compris par l'excès ou par l'abus de leur pouvoir d'appréciation, ou si les faits pertinents ont été constatés d'une manière manifestement inexacte ou incomplète, ou s'ils ont été établis au mépris de règles essentielles de procédure (art. 132 en corrélation avec les art. 104 let. a et b et 105 al. 2OJ).
3.- A titre préliminaire, le défendeur et intimé excipe du défaut de la FVAM pour agir en son propre nom dans la présente cause. Toutefois, contrairement à ce qu'il allègue, il ressort clairement du dossier que cette fédération agit en qualité de représentante des trente-deux caisses-maladie demanderesses et recourantes, ce que la jurisprudence a toujours considéré comme licite (<ref-ruling>; consid. 3 de l'arrêt K 11/86, non publié in RAMA 1988 n° K 786, p. 416). Ce moyen se révèle ainsi mal fondé.
4.- Aux termes de l'art. 56 al. 1 et 2LAMal :
" 1 Le fournisseur de prestations doit limiter ses prestations
à la mesure exigée par l'intérêt de l'assuré et
le but du traitement.
2 La rémunération des prestations qui dépassent cette
limite peut être refusée. Le fournisseur de prestations
peut être tenu de restituer les sommes reçues à
tort au sens de la présente loi. Ont qualité pour demander
la restitution :
a. l'assuré ou, conformément à l'article 89, 3e alinéa,
l'assureur dans le système du tiers garant
(art. 42, 1er al.);
b. l'assureur dans le système du tiers payant
(art. 42, 2e al.)"
D'après les premiers juges, "au regard de l'<ref-law> (...) la démarche des demandeurs ne paraît plus possible contrairement à la pratique en vigueur sous l'empire de la LAMA. C'est en effet, conformément à l'<ref-law>, à chaque assuré individuellement, représenté par son assureur - dans le système du tiers garant (<ref-law>) - et à chaque assureur - conformément au système du tiers payant - qu'il incombe d'intervenir auprès du fournisseur de prestations concerné, dans la mesure où il n'aurait pas respecté le principe de l'économicité du traitement".
Cette thèse se fonde apparemment sur un arrêt de la Cour de cassation pénale du Tribunal fédéral qui a considéré que l'assuré qui, au lieu de payer la facture d'un prestataire de soins médicaux (en l'occurrence une clinique), utilise à d'autres fins l'argent versé par sa caisse-maladie, ne se rend pas coupable d'abus de confiance au sens de l'ancien <ref-law> (<ref-ruling>). Dès lors, en concluent les juges cantonaux, dans le système du tiers garant, comme ce n'est pas la caisse mais l'assuré qui rétribue le fournisseur de prestations, ce n'est pas elle non plus qui peut exiger de ce dernier la restitution d'une somme qu'elle ne lui a pas versée; ainsi, la demande est irrecevable.
Les recourantes contestent ce point de vue et soutiennent qu'en édictant l'<ref-law> le législateur n'entendait pas modifier le régime fondé sur l'art. 23 LAMA qui, comme cela ressort du texte de la disposition, reconnaît à l'assureur un droit propre à agir contre un fournisseur de prestations même dans le système du tiers garant (<ref-law>). Selon elles, il s'agit d'un droit fondé sur une cession légale de la créance de l'assuré en faveur de l'assureur. Au demeurant, toujours selon les recourantes, on parviendrait à la même conclusion en se fondant sur la volonté du législateur telle qu'on peut la dégager des travaux préparatoires. Si l'on devait suivre la thèse des premiers juges, cela conduirait à une différence de traitement insoutenable entre les fournisseurs de prestations - notamment les médecins - liés aux fédérations cantonales de caisses-maladie par une convention instaurant le système du tiers payant et les autres. Le contrôle du caractère économique du traitement médical serait rendu totalement illusoire.
Quant à l'intimé dont la thèse a, pour l'essentiel, été suivie par le tribunal arbitral, il se réfère lui aussi à l'arrêt précité de la Cour de cassation pénale du Tribunal fédéral et conteste l'existence d'un droit propre de l'assureur pour agir en restitution du trop-perçu dans le système du tiers garant. Il s'appuie en particulier sur un article de son arbitre, le professeur honoraire Jean-Louis Duc La polypragmasie sous l'empire de l'article 23 LAMA et au regard de l'article 56 LAMal (in: Etudes de droit social, Cahiers genevois et romands de sécurité sociale [CGSS], Hors série no 3 (2001), p. 107-114), dont l'opinion a convaincu le tribunal arbitral vaudois.
5.- a) Le texte de l'<ref-law> - dont l'interprétation est au centre du présent litige - est issu, pratiquement sans changement, de l'art. 48 al. 2 let. a du projet du Conseil fédéral du 6 novembre 1991 (FF 1992 I 260), lui-même repris, avec quelques modifications purement rédactionnelles, de l'art. 41 al. 2 let. a du projet de la commission d'experts du 2 novembre 1990 (p. 124-125). Cette dernière s'exprimait ainsi qu'il suit dans son rapport (p. 67 et ss) :
"Comme actuellement (art. 23 LAMA) dans chaque cas particulier, on se fondera sur l'intérêt de l'assuré et le but du traitement pour déterminer dans quelle mesure une prestation doit être prise en charge par l'assurance obligatoire des soins. Les fournisseurs de prestations doivent s'en tenir à cette limite (...). Si, pour des prestations qui dépassent la limite, des rémunérations ont déjà été payées, leur restitution peut être demandée. A le droit de demander la restitution, dans le système du tiers payant, l'assureur et, dans celui du tiers garant, l'assuré ou l'assureur. En cas de litige avec le fournisseur de prestations, l'assureur, dans le système du tiers garant, doit, à ses frais, représenter l'assuré.. "
Ce passage est repris, pour l'essentiel, dans le message du Conseil fédéral à l'appui de l'art. 48 du projet de loi (FF 1992 I 171).
b) D'après l'<ref-law>, les prestations mentionnées aux art. 25 à 31 LAMal doivent être efficaces, appropriées et économiques. L'exigence du caractère économique des prestations ressort également de l'<ref-law>, selon lequel le fournisseur de prestations doit limiter ses prestations à la mesure exigée par l'intérêt de l'assuré et le but du traitement. Comme le Tribunal fédéral des assurances l'a déjà relevé à propos de l'art. 23 LAMA (dont le contenu était analogue), les caisses sont en droit de refuser la prise en charge de mesures thérapeutiques inutiles ou de mesures qui auraient pu être remplacées par d'autres, moins onéreuses; elles y sont d'ailleurs obligées, dès lors qu'elles sont tenues de veiller au respect du principe de l'économie du traitement (François-X.
Deschenaux, Le précepte de l'économie du traitement dans l'assurance-maladie sociale, en particulier en ce qui concerne le médecin, in : Mélanges pour le 75ème anniversaire du TFA, Berne 1992, p. 537). Ce principe ne concerne pas uniquement les relations entre caisses et fournisseurs de soins, il est également opposable à l'assuré, qui n'a aucun droit au remboursement d'un traitement non économique (<ref-ruling> consid. 2b et la jurisprudence citée). Pour l'essentiel, ces principes conservent leur valeur sous le régime du nouveau droit (SVR 1999 KV n° 6 p. 12 consid. 7 non publié aux <ref-ruling>).
c) L'art. 23 LAMA, dont s'inspire l'<ref-law>, ne contenait pas de prescription formelle sur l'obligation de restitution du fournisseur de prestations et notamment du médecin. C'est ce qui avait amené le Tribunal fédéral des assurances, dans un arrêt fondamental du 31 décembre 1969 (K 24/69), à juger ce qui suit :
"Das geltende KUVG enthält über die Rückerstattungspflicht keine Vorschriften. Auch die bundesrätliche Botschaft äussert sich dazu nicht. Allein der geltende Art. 23 KUVG verpflichtet die Ärzte zur wirtschaftlichen Behandlungsweise im bereits umschriebenen Rahmen und stellt damit eine Schutzvorschrift für die Versicherten und die Kassen dar.
Diese sind gemäss Art. 3 Abs. 3 KUVG verpflichtet, die Krankenversicherung nach den Grundsätzen der Gegenseitigkeit zu betreiben. Sie müssen ferner Sicherheit dafür bieten, dass sie die übernommenen Verpflichtungen erfüllen können (Art. 3 Abs. 4 KUVG). Zur Verwirklichung des Prinzips der Gegenseitigkeit und zur Garantie ihrer Leistungsfähigkeit haben die Kassen dafür zu sorgen, dass die Ärzte die Pflicht zur wirtschaftlichen Behandlungsweise befolgen.
Dieser Aufgabe könnten sie nicht hinreichend gerecht werden, wenn es ihnen bloss gestattet wäre, eine unwirtschaftliche Behandlung im voraus abzulehnen, was ohnehin praktisch selten genug zutreffen dürfte. Vielmehr muss ihnen auch die Möglichkeit offenstehen, Zahlungen für pflicht- und rechtswidrige Behandlung zu verweigern. Folgerichtig dürfen bereits erbrachte Leistungen zurückgefordert werden, wenn sich nachträglich ergibt, dass sie zu Unrecht bezogen worden sind. Andernfalls wäre Art. 23 KUVG - auch ungeachtet des Art. 24 über den Ausschluss von Ärzten - weitgehend illusorisch. Die Kassen sind, mit andern Worten, gegenüber der Gesamtheit ihrer Versicherten gehalten, unrechtmässig erfolgte Leistungen wieder einzutreiben, damit der von Art. 23 zwingend geforderte gesetzliche Zustand verwirklicht und gegebenenfalls wieder hergestellt wird. - Indirekt geht übrigens auch Art. 25 Abs. 3 KUVG davon aus, dass der Kasse ein Rückforderungsanspruch gegenüber den Ärzten zusteht, bestimmt er doch, dass das Schiedsgericht auch zuständig ist, wenn das Honorar vom Versicherten geschuldet wird, und dass die Kasse zur selbständigen Prozessführung ermächtigt ist, ohne Rücksicht darauf, ob die Rechnung vom Versicherten als Honorarschuldner bereits bezahlt worden ist. " (RSKV 1970 n° 65 p. 85 ss consid. 2, traduit en français au RJAM 1970 p. 85 ss consid. 2).
Cette jurisprudence, plusieurs fois confirmée depuis lors (cf. <ref-ruling> consid. 3 et les arrêts cités à la fin de ce consid.), fonde un droit propre des caisses-maladie à exiger d'un fournisseur de prestations la restitution des sommes qu'il a perçues indûment, même lorsque celles-ci lui ont été versées par l'assuré et non par la caisse (système du tiers garant) et fût-ce contre la volonté de cet assuré (RJAM 1980 n° 393 p. 3; cf. aussi <ref-ruling> consid. 4b). On peut déduire des travaux préparatoires de la LAMal mentionnés plus haut que l'<ref-law> codifie cette pratique, ce qui ressort également de l'<ref-law> auquel il renvoie. Cette dernière disposition reprend en effet la règle qui figurait auparavant à l'art. 25 al. 3 LAMA (cf. FF 1992 I 189 ss; voir aussi l'arrêt <ref-ruling> et Gebhard Eugster, Krankenversicherung, in: Schweizerisches Bundesverwaltungsrecht [SBVR], ch. 416 et 417), auquel se référait le Tribunal fédéral des assurances dans l'arrêt précité. Dès lors, contrairement à ce que soutiennent les juges cantonaux et l'intimé à la suite de l'opinion exprimée par Duc dans l'article précité, l'<ref-law> n'a nullement instauré un nouveau principe, d'après lequel, dans le système du tiers garant au sens de l'<ref-law>, seul l'assuré serait en droit d'exiger du fournisseur de prestations la restitution de la rémunération qu'il lui a versée, lorsque celle-ci dépasse la limite fixée par l'<ref-law>. On ne trouve rien de tel dans les travaux préparatoires de la loi et c'est même faire violence au texte de celle-ci que d'affirmer le contraire.
d) Dans plusieurs arrêts relatifs à l'art. 23 LAMA, la Cour de céans a souligné qu'il ne saurait être question d'exiger de chaque caisse séparément qu'elle entame contre le fournisseur de prestations en cause une action en restitution du trop-perçu. Une disposition de procédure cantonale qui ferait obstacle à une action collective menée de front par plusieurs caisses-maladie et fondée sur les statistiques du Concordat des assureurs-maladie suisses (CAMS) serait contraire au droit fédéral. Ainsi, les caisses, représentées le cas échéant par leur fédération cantonale, peuvent introduire une demande globale de restitution à l'encontre d'un fournisseur de prestations et, à l'issue de la procédure, se partager le montant obtenu à titre de restitution des rétributions perçues sans droit (arrêt non publié C. du 11 juillet 1996 [K 39/95] consid. 5d qui se réfère lui-même à l'arrêt non publié S. du 29 octobre 1993 [K 101/92]).
Par identité de motifs, ces mêmes principes s'appliquent lorsque plusieurs assureurs s'unissent pour agir à l'encontre d'un fournisseur de prestations, dans le cadre de l'<ref-law>. Dès lors, on ne saurait non plus suivre les juges cantonaux lorsqu'ils considèrent que la demande des recourantes est irrecevable au motif "qu'il ne peut s'agir d'une représentation générale par un consortium de caisses, même nommément désignées, d'un groupe d'assurés forcément anonymes".
6.- Sur le vu de ce qui précède, c'est à tort que le tribunal arbitral a déclaré irrecevable la demande des trente-deux caisses-maladie recourantes dirigée contre l'intimé. En conséquence, le jugement attaqué doit être annulé et la cause renvoyée audit tribunal pour jugement sur le fond.
L'intimé, qui succombe, supportera les frais de justice, lesquels seront fixés à 2000 fr. (art. 153a OJ). Par ailleurs, conformément à la jurisprudence (<ref-ruling> consid. 6b; SVR 1995 KV n° 40 p. 125 consid. 5b), il se justifie d'allouer une indemnité de dépens de 1500 fr. aux recourantes qui sont représentées par un avocat indépendant.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral des assurances
prononce :
I. Le recours est admis et le jugement du Tribunal arbitral
du canton de Vaud du 4 novembre 1999 est annulé.
La cause est renvoyée audit tribunal pour qu'il se prononce sur les conclusions de la demande du 16 juillet
1998.
II. Les frais de justice, d'un montant de 2000 fr., sont mis à la charge de l'intimé. L'avance de frais effectuée par les recourantes, d'un montant de 500 fr.,
leur est restituée.
III. L'intimé versera aux recourantes une indemnité de dépens (y compris la taxe à la valeur ajoutée) de 1500 fr.
IV. Le présent arrêt sera communiqué aux parties, au Tribunal arbitral des assurances du canton de Vaud et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 9 juillet 2001
Au nom du
Tribunal fédéral des assurances
Le Président de la Ière Chambre :
La Greffière: